Содержание
Колонизация Марса: почему до сих пор ничего не вышло
Как человечество пыталось добраться до Марса, почему путешествие на эту планету может привести к болезни Паркинсона и чем оно особенно угрожает женщине
Фантасты и футурологи XX века в один голос твердили о необратимости колонизации Марса. Причем дату начала его освоения человеком называли примерно одну и ту же: первую четверть нашего столетия. Писатель Артур Кларк, например, полагал, что человек впервые ступит на Красную планету уже в 2021 году, а фантаст Айзек Азимов и вовсе предрекал, что к 2014 году между планетами установится чуть ли не регулярное сообщение беспилотных кораблей.
Но все эти пророчества не сбылись. Марс, за которым человечество столь пристально наблюдает уже более 300 лет, так и остался неприступен. Более того, по сравнению с тем, как развивалась космическая индустрия в прошлом веке, сегодня мы будто бы наблюдаем регресс. Это особенно заметно по сфере пилотируемой космонавтики.
Все основные миссии сконцентрированы на МКС, а также на запуске спутников, закладывающих, например, инфраструктурные основы для «интернета вещей» или милитаризации космоса.
Последний раз нога человека ступала на Луну в далеком 1972 году, в то время как американцы торжествуют по поводу недавней успешной стыковки с МКС космического корабля Crew Dragon.
Но такое торможение в развитии космонавтики в целом, и в реализации пилотируемого полета на Марс в частности, — скорее связано с более сложными проблемами институционального порядка, нежели с тем, что человек просто предпочел потребление покорению космоса — «пить пиво и смотреть сериалы», как посетовал однажды писатель Рэй Брэдбери.
Снимки марсианского ландшафта, сделанные марсоходом Curiosity
И дело даже не в финансировании (хотя любой проект, связанный с полетом на Марс, требует астрономических затрат) или отсутствии ярко выраженной идеологической составляющей, каковая была в эпоху холодной войны. За минувшие десятилетия наши знания о Марсе настолько расширились, что теперь на подобные миссии мы смотрим куда более реалистически, без того головокружительного воодушевления, с каким смотрели в будущее футурологи XX века.
В этом смысле сама история проекта полета на Марс крайне поучительна.
От Циолковского до очарованности космосом
В научном дискурсе проблема межпланетных полетов человека впервые была поднята в работах ученого Константина Циолковского, математика Якова Перельмана и инженера Владимира Рюмина в самом начале прошлого века. Первые же эксперименты в этой области принадлежат советскому изобретателю Фридриху Цандеру, который, основываясь на теоретических расчетах своих предшественников, подготовил первый проект полета человека на другую планету.
Для обслуживания космонавтов и кораблей ученый предлагал использовать околопланетные орбитальные станции. К слову, Цандер впервые сумел экспериментально проверить возможность использования оранжерей, которые планировал разместить на борту корабля для выращивания питания космонавтам.
Впоследствии на фундаменте этих исследований была организована «Группа изучения реактивного движения» (ГИРД), которая в 1933 году вошла в Реактивный научно-исследовательский институт (РНИИ), главным инженером которого стал легендарный Сергей Королев.
Осенью того же года произошел первый запуск советской ракеты «ГИРД-Х», которая, взлетев вертикально на высоту около 80 метров, разбилась. До начала Второй мировой войны ее продолжали улучшать, обкатывая на наземных и летных испытаниях.
Вместе с тем, на Западе уже в 1952 году германо-американский конструктор Вернер фон Браун опубликовал свой проект пилотируемого полета на Марс. В книге Das Marsprojekt он предложил отправить на Красную планету десять межпланетных кораблей — семь с людьми (по десять человек на каждом) и три с грузом. Фон Браун спроектировал и посадочный модуль, напоминающий самолет. Предполагалось, что космонавты смогут приземлиться на поверхность Марса как на самолете, после чего демонтируют крылья так, чтобы модуль вновь принял облик ракеты.
Вернер фон Браун (слева) и Джон Ф. Кеннеди, 1963 год
(Фото: wikipedia.org)
Конечно, первые проекты пилотируемого полета человека на другую планету были не реализуемыми в принципе.
Например, сегодня мы знаем, что из-за низкой температуры (в среднем минус 62 градуса по Цельсию) и предельно разреженной атмосферы (примерно в 100 раз менее плотной, чем на Земле) совершить посадку на Марс, используя крылья самолета, невозможно.
Именно на пике этой всеобщей очарованности космосом, к концу 50-х — началу 60-х годов, в СССР и США сумели, наконец, сконструировать первые реальные аппараты, проложившие первые тропинки к Марсу.
14-секундное знакомство
Первые попытки посадить на планету автоматический аппарат осуществил Советский Союз в начале 1960-х годов. Правда, все они закончились провалом. «Марс 1960А» и «Марс 1960Б» не достигли планеты из-за аварий ракеты-носителя «Молния». Чуть более успешным оказался запуск станции «Марс-1», которая, несмотря на Карибский кризис, все же сумела взлететь с Байконура и подобраться к планете на расстояние в 200 тыс. км, после чего связь с аппаратом была утрачена.
Межпланетная станция «Марс-1», 1963 год
(Фото: Альберт Пушкарев / ТАСС)
В дальнейшем Советскому Союзу удалось лишь 14-секундное пребывание на Марсе: в 1971 году аппарат «Марс-3» сумел успешно приземлиться на планету, однако сильнейшая пылевая буря прервала связь с марсоходом.
Много большее удалось американцам.
В 1965 году аппарат «Mariner- 4» подлетел к планете на минимальное расстояние до ее центра — 13 200 км — и сумел сделать 21 изображение с разрешением порядка одного км. Затем уже в 1971 году был запущен первый искусственный спутник планеты «Mariner-9», который доставил на Землю тысячи новых и куда более детализированных снимков.
Например, оказалось, что Марс испещрен вулканическими и тектоническими геологическими формациями, что на нем есть высохшие русла водных потоков. С того момента начались масштабные исследования атмосферы и ионосферы планеты, а также ее окружающей среды.
Наконец, в 1975 году на планету успешно приземлились две автоматические станции «Viking 1» и «Viking 2». На Землю было отправлено более 50 тыс. снимков, которые позволили составить первый картографический набросок планеты. После этого успешных марсианских экспедиций не было более 20 лет. Только в 1996 году на орбиту вышел «Mars Global Surveyor», который сумел сделать уникальные по своей четкости изображения Марса.
Фотография возможного водостока в одном из кратеров Марса, сделанная во время миссии Mars Global Surveyor, 2005 год
(Фото: NASA)
Сегодня в сторону планеты движется новый исследовательский аппарат «Настойчивость» (Perseverance). В случае удачи, марсоход в 2029 году передаст орбитальному кораблю первые образцы марсианского грунта, которые будут доставлены на Землю.
В целом за 60 лет активных исследований Марса общее количество миссий на эту планету достигло 45. Из них только 19 были успешными. И это — миссии только для автоматических аппаратов. О пилотируемом полете человека мы пока не вели даже речи.
Без гравитации и связи, но с плесенью и радиацией
Дело в том, что за все время активного изучения Красной планеты человечество многое узнало не только о том, что из себя представляет сам Марс — например, какова средняя температура на поверхности планеты, какие на ней климат, гравитационное и магнитное поля, атмосфера, — но и то, с какими трудностями сопряжены путешествие и посадка на Марс.
В итоге за счет собранной информации удалось определить основные проблемы пилотируемого проекта, без решения которых освоение человеком планеты невозможно или будет сопряжено с огромными рисками. Все они так или иначе входят в одну глобальную проблему — расстояние между Землей и Марсом, которое составляет более 55 млн км. Для сравнения — между Землей и Луной пролегает чуть больше 384 тыс. км.
Трейлер кинофильма «Марсианин», 2015 год
Такая дистанция требует совершенно особых решений для успешного полета — начиная с устройства ракеты, заканчивая предварительной медико-психологической подготовкой космонавтов и координацией всей миссии.
По словам астронома, одно из возможных решений этой проблемы — быстрый перелет: когда на ракету будет установлен не химический реактивный двигатель, а ядерный. Но пока сама возможность использования такого двигателя активно исследуется: он очень грязный и опасный, и в случае, если с ракетой произойдет авария на старте, что бывает в 2-3% запусков, катастрофа будет куда страшнее, чем в Чернобыле.
Но даже если и удастся сконструировать достаточно мощный двигатель, начнутся препятствия совершенно другого порядка. Примерное время пути до Марса составит около 9 месяцев. Суммарная же длительность путешествия туда и обратно будет примерно 500 дней. То есть почти полтора года космонавтам придется провести в закрытом помещении в условиях почти полного отсутствия гравитации, с крайне примитивной и прерывающейся связью с Землей, а затем еще и в ужасающих марсианских условиях — при очень низких температурах и давлении.
Особенно много проблем — в отсутствии гравитации. «В невесомости происходит перемещение крови из вен нижних конечностей в верхнюю часть тела, которое приводит к переполнению кровью головы, отеку тканей в области шеи и головы и другим реакциям», — пишут, например, авторы книги «Пилотируемая экспедиция на Марс».
Иными словами, если в условиях Земли организм стремится доставить кровь и другие жидкости, преодолевая обычную гравитацию, то в космосе эти процессы продолжаются, несмотря на изменившиеся условия, что спровоцирует физиологические проблемы.
Кроме того, ввиду отсутствия привычной нагрузки, человек будет терять мышечную массу и толщину костных тканей.
Помимо воздействия невесомости во время путешествия на Марс космонавт может получить чрезмерную дозу радиации, крайне опасную для работы организма.
То есть, оказавшись в открытом космосе, астронавты на протяжении всего пути будут находиться под постоянным ионизирующим излучением, которое суммарно будет равняться разрешенной дозе на всю карьеру — 1 тыс. миллизиверт. Не говоря уже о том, что во время полета может произойти так называемое солнечное протонное событие — опасное проявление солнечной активности, которое может выбросить в сотни раз больше радиации, чем в невозмущенных условиях.
Полученная за полет доза радиации может привести к значительному сокращению продолжительности человеческой жизни, увеличению риска развития болезни Паркинсона и онкологических заболеваний, нарушению кратковременной памяти. К слову, поэтому считается, что женщине пока не стоит участвовать в миссии вовсе, ведь статистически продолжительность жизни женщины больше, чем у мужчины, а значит — больше рисков столкнуться с отсроченными болезнями к старости.
По словам Вячеслава Шуршакова, на сегодняшний день обсуждаются сразу несколько способов минимизации вреда ионизирующего излучения на космонавтов, например, есть идея создать вокруг космического корабля нечто подобное тому магнитному полю, которое окружает Землю и защищает человека на МКС. Также можно ввести космонавтов в летаргический сон, произвести изменения на генном уровне, сделав организм более устойчивым к радиации. Есть варианты нейрохирургического вмешательства, заранее купирующего возможные проявления болезни Паркинсона. Такие операции сегодня уже проводятся в Японии.
Но и это еще не все. Помимо психологических проблем есть сложности и с гигиеной: неясно как стирать одежду и мыться. Отсутствие же солнечного света и замкнутая влажная атмосфера — идеальная среда для образования грибков и плесени, которые опасны тем, что могут «съесть» пластиковые изоляции на борту корабля и спровоцировать аварии.
К этому добавляются еще и типичные для любых космических полетов заболевания.
Авторы книги «Пилотируемая экспедиция на Марс» дают такой внушительный список: «Космическая болезнь движения, заложенность носовых пазух, запоры, головная боль, раздражение кожи и ее сухость, абсцессы, небольшие ссадины и ушибы, воспаление роговицы или ее ссадины, инфекция верхних дыхательных путей, бессонница, отит». Поэтому на борту корабля потребуется создать автономный медицинский центр. Значимыми здесь могут оказаться и технологии телемедицины.
«Селфи» марсохода Curiosity, октябрь 2019 года
(Фото: NASA)
Конечно, все эти проблемы в перспективе могут быть решены. Многое уже прорабатывается сегодня. Например, инженеры продумывают более совершенные скафандры, которые помогут человеку выжить в условиях марсианского климата, совершенствуют систему связи, чтобы улучшить координацию всего проекта, конструируют аппарат для безопасной посадки на планету. Продумывается и возможность выращивания овощей на планете, чтобы обеспечить всю команду едой.
Изучаются возможные психологические проблемы долгого полета.
Но хотя человечество за минувшие годы сделало очень многое для приближения колонизации Марса, пока даже в среднесрочной перспективе не стоит рассчитывать на то, что человек ступит на эту планету.
Подписывайтесь на Telegram-канал РБК Тренды и будьте в курсе актуальных тенденций и прогнозов о будущем технологий, эко-номики, образования и инноваций.
Ученый рассказал, смогут ли люди дышать на Марсе и колонизировать планету
Срочная новость
Названы лучшие работы конкурса «Снимай науку!»
Названы лучшие работы конкурса «Снимай науку!»
Александр Родин назвал планы колонизации Марса «сказками», и вот почему.
О добыче кислорода из атмосферы Марса и возможностях колонизации Красной планеты каналу «Наука» рассказал Александр Родин — кандидат физико-математических наук, руководитель лаборатории прикладной инфракрасной спектроскопии МФТИ, участник проектов «Марс экспресс», «Венера экспресс», «ЭкзоМарс», экспериментов на борту МКС.
Днями ранее прибор Mars Oxygen In-situ Resource Utilization Experiment (MOXIE) на борту марсохода Perseverance впервые преобразовал углекислый газ из атмосферы Красной планеты в кислород. Значит ли это, что колонизация Марса возможна?
«Да, действительно, такой эксперимент планировался и был успешно проведен. С научной точки зрения ничего сверхъестественного в этом нет, все понятно, а как технологический, инженерный эксперимент — это действительно интересно», — отметил Родин.
«Понятно, что это все позиционируется как шаг к обеспечению существования человека местными ресурсами. Наличие кислорода — это далеко не единственное, что требуется для жизнеобеспечения. Но, на мой взгляд, никакого практического значения это иметь не будет просто потому, что никакой колонии на Марсе никогда не появится. Я не вижу никаких причин, зачем колония там нужна, а также не вижу никаких технических средств, которые позволили бы ей там существовать.
Я вполне допускаю, что пилотируемая экспедиция на Марс состоится и, вполне возможно, участники этой экспедиции будут пользоваться кислородом, который будет генерироваться на месте, хотя, на мой взгляд, смысла большого в этом нет.
Проще жить в замкнутом объеме, в замкнутом цикле, как это делается сейчас на МКС. Но в целом почему бы нет, интересная технология, хотя, конечно же, очень дорогая», — добавил он.
Стоимость прибора оценил и ведущий цикла передач «Химия» на канале «Наука» Александр Иванов. Выяснилось, что добыча кислорода на Марсе — еще более дорогостоящая задача, чем казалось.
«Я не специалист в химии, но любые катализаторы достаточно дорогие. И понятно, что оценивать, сколько стоит любой подобный эксперимент, бессмысленно, потому что все это делается не ради того, чтобы это было экономически самодостаточно, — продолжил Александр Родин. — Эта тема создает хайп, а на этом хайпе делается совершенно реальный бизнес, очень серьезный, связанный, например, с выведением аппаратов серии Starlink и так далее.
Годовой рынок космических услуг в мире — это порядка $4 млрд. Все эти сказки про колонии на Марсе — это часть рекламной кампании».
Фото: Shutterstock
Маск предупредил, что колонизация Марса потребует человеческих жертв
Сурдин рассказал, какие перспективы открывает первый полет марсианского вертолета
На сайте могут быть использованы материалы интернет-ресурсов Facebook и Instagram, владельцем которых является компания Meta Platforms Inc.
, запрещённая на территории Российской Федерации
Расскажите друзьям
Shutterstock
Топ-5 лучших новостей «Науки» за неделю
Вранье: как его распознать — и надо ли?
Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology
Нобелевскую премию по физиологии и медицине присудили Сванте Паабо
Shutterstock
Ученые определили, какой запах человека привлекает опасных комаров
Frank Wegloski/University of Chicago
Атомная лазанья: новый материал производится как пластик, а электричество проводит как металл
Хотите быть в курсе последних событий в науке?
Оставьте ваш email и подпишитесь на нашу рассылку
Ваш e-mail
Нажимая на кнопку «Подписаться», вы соглашаетесь на обработку персональных данных
Как колония на Марсе изменит все на Земле
Слушайте сейчас
Скачать файл
Встроить плеер
Страх за будущее планеты не дает вам спать по ночам? У аэрокосмического инженера Роберта Зубрина есть решение: пора заселять Марс.
«Мы полностью готовы», — сказал он. «Сегодня мы лучше подготовлены к отправке людей на Марс, чем к отправке на Луну в 1961 году. При серьезном решении мы могли бы отправить людей туда в течение 10 лет».
Зубрин давно пытается добраться до Марса. Он провел десятилетия с Lockheed Martin и Martin Marietta Astronautics, работая над сложными проблемами космического движения и разрабатывая планы межпланетной колонизации. В свои 67 лет он возлагает надежды на программу Илона Маска Space X.
«Если он продолжит двигаться вперед такими темпами, как сейчас, — сказал Зурбин Чарльзу Монро-Кейну для «Насколько нам известно», — я бы сказал, что они приземлятся до конца 2020-х годов».
Его предсказание? Это будет лучшее, что может случиться с планетой Земля.
Эта стенограмма была отредактирована для ясности и длины.
Чарльз Монро-Кейн: Что это значит для землян? Зачем колонизировать Марс?
Роберт Зубрин: Ряд причин.
Есть тот, который дает НАСА — для науки. Есть положительный стимул вызова, особенно для молодежи. Но вот в чем дело: с какой самой большой опасностью сталкивается человечество? Что послужило причиной катастроф 20 века? Плохие идеи! В частности, варианты одной сплошной дурной идеи, что на все не хватит, поэтому приходится отталкивать других людей и даже истреблять их, чтобы забрать то, что есть.
Я точно знаю — потому что разговаривал с ними, — что в Пентагоне есть люди, которые смотрят на подъем Китая и говорят: «Это нужно остановить; если они все станут средним классом, Нефти в мире достаточно». Если такое мышление возобладает, это приведет к новым войнам.
Исследование и заселение Марса человеком является опровержением этой теории. Мы можем открыть для себя целые новые миры ресурсов, если проявим творческий подход. Это единственный положительный ответ.
CMK: Как именно это будет работать? Каков план?
RZ: Чтобы найти подходящее место для постоянного аванпоста, нужно выполнить несколько небольших исследовательских миссий.
Затем вы отправляете много грузов с жильем. Затем вы отправляете несколько групп людей для установки теплиц для производства продуктов питания и оборудования для производства пластмасс, стали, топлива и кислорода. И как только вы создадите у людей способность к самообеспечению, вы сможете посылать их все больше и больше.
Так что это не будет похоже на высадку в Нормандии, когда 100 000 человек в первый день и еще 100 000 во вторую волну. Это будет более органический рост.
CMK: А как насчет воды?
RB: На Марсе есть вода, и не только на полюсах. Это одно из открытий, сделанных НАСА в рамках очень успешной программы исследования планет с помощью роботов. Сейчас мы обнаружили ледники на Марсе примерно на той же широте, что и Сан-Франциско на Земле. В них больше воды, чем в Великих американских озерах, и они покрыты всего несколькими футами пыли и песка. Так что они в пределах досягаемости.
CMK: Но зачем нам идти и портить другую планету, если мы не исправили то, что сделали на этой?
RB: Некоторые люди сравнивают высадку людей на Марс с европейцами, уничтожающими коренных американцев вместе с бизонами и секвойными лесами.
И нет никаких сомнений в том, что в этом процессе было уничтожено что-то ценное. Но если бы здесь не было ничего, когда Колумб приземлился, кроме бесплодной пустыни и кучи камней со скрытыми под ними бактериями, и люди превратили это в континентальную нацию свободы с 1000 университетами и 100 000 подержанных книжных магазинов, разве кто-нибудь пикетировал бы Колумба? День парадов сегодня?
CMK: Значит, Марс станет утопией?
RB: Это будет не утопия, это будет бардак! Иными словами, это будет лаборатория, где опробуются новые идеи. Многое не сработает, но некоторые сработают, и это то, что нам нужно: место, где правила еще не написаны, чтобы люди могли попробовать новые идеи. Марсианское общество станет двигателем изобретательства.
CMK: Между тем, на этой планете большие проблемы. Почему ты так надеешься на будущее?
RB: Потому что я считаю, что надежда необходима. Отчаяние — худший из грехов, потому что оно заставляет вас отказаться от стремления к чему-то лучшему.
Что толку в мужестве, если ситуация безнадежна? Какая польза от мудрости, если положение безнадежно? Какая польза от любви?
Эта планета не маленькая; оно приходит с бесконечным небом. И если мы не ограничены этой его частью, а имеем неограниченный доступ ко всему космосу, то и не нужно бороться за этот крохотный уголок вселенной.
Эта статья является частью трехнедельной серии статей «Насколько нам известно» о надежде. Другие статьи и интервью можно найти на ttbook.org/hope.
Как накормить марсианскую колонию с населением 1 миллион человек
SpaceX стремится помочь построить город-миллионник на Марсе. Что будут есть все эти люди?
(Изображение предоставлено SpaceX)
Что нужно, чтобы накормить миллион человек на Марсе? Новое исследование показало, что выращенное в лаборатории мясо, выращенные в туннелях культуры и фермы сверчков.
Когда дело доходит до планов пилотируемых миссий на Марс , НАСА обычно предполагает полеты туда и обратно с короткими остановками на Красной планете.
Тем не менее, коммерческие космические компании появились с целью колонизации космического пространства, а SpaceX специально стремилась создать цивилизацию на Марсе .
Наиболее практичная стратегия для длительного пребывания на Марсе заключается в том, чтобы жить за счет ресурсов, которые уже существуют на Красной планете, вместо того, чтобы полагаться на корабли снабжения с Земли. Пять основных потребляемых ресурсов, которые, по мнению исследователей, потребуются марсианским поселениям, включают энергию, воду, кислород, строительные материалы и продукты питания, а первые четыре потенциально имеются в изобилии на Марсе.
Связанный: Невероятная технология: как жить на Марсе
Например, солнечная энергия, вероятно, дополненная ядерными реакторами деления , может помочь обеспечить энергией будущих марсиан. Лед и гидратированные минералы на Марсе являются источниками воды. Углекислый газ может превращаться в кислород.
Наконец, марсианский грунт можно легко превратить в кирпичи для строительных материалов.
Для сравнения, на Марсе нет естественной пищи, и нет простого способа создать ее из любого сырья на Красной планете, используя, скажем, простой химический реактор, говорят исследователи.
«Еду, вероятно, будет труднее всего производить на Марсе, и вы не можете просто импортировать все это, если хотите иметь самодостаточное поселение», — ведущий автор исследования Кевин Кэннон, планетолог из Университет Центральной Флориды в Орландо, сообщил Space.com.
Принимая во внимание эту проблему, ученые хотели увидеть, что может потребоваться для достижения радикальной цели — производства на Марсе достаточного количества еды, чтобы накормить 1 миллион человек.
«Мы работали со многими людьми, которые хотели выращивать растения на имитируемых нами марсианских почвах, и это заставило нас посмотреть, какие исследования проводятся в плане производства продуктов питания для будущих миссий человека на Луну или Марс.
«, — сказал Кэннон. «Оказывается, основное внимание уделялось очень низкокалорийным овощам, а последние инновации в альтернативных источниках белка не рассматривались. Мы задали вопрос: вместо короткой миссии в стиле НАСА на Марс, что для этого потребуется? накормить город с населением в 1 миллион человек, как воображает SpaceX?»
Исследователи отметили, что выращивание сельскохозяйственных животных для производства молочных продуктов и мяса нецелесообразно в ближайшем будущем на Марсе из-за проблем с доставкой их в космос. При этом они отметили, что большинство людей не хотят становиться полностью вегетарианцами. Решение? Они предложили фермы насекомых и выращенное в лаборатории мясо.
Фермы насекомых хорошо подходят для марсианской кухни , поскольку они дают много калорий на единицу площади при использовании относительно небольшого количества воды и корма, говорят исследователи. Они отметили, что сверчки, в частности, являются одним из наиболее многообещающих примеров съедобных насекомых, а мука из сверчков потенциально может быть включена или скрыта во многих различных рецептах.
«Жуки — это путь, если люди смогут преодолеть грубый фактор», — сказал Кэннон.
Для тех, кто не любит насекомых, «клеточное сельское хозяйство» — то есть пища, полученная из клеток, выращенных в лабораторных чашках, — может помочь людям на Марсе придерживаться несколько более знакомой диеты, говорят исследователи. По их словам, теперь возможно все, от водорослей до мяса и рыбы, от коровьего молока и куриных яиц. Они добавили, что большие суммы денег, которые инвесторы вложили в усовершенствование такой технологии, уже снизили стоимость бургера из культивированного мяса с 325 000 до 11 долларов за котлету за два года.
Связанный: Как жизнь на Марсе может бросить вызов колонистам (инфографика)
Когда дело доходит до сельскохозяйственных культур, концепт-арт марсианских поселений обычно изображает теплицы, но они могут оказаться непрактичными, говорят исследователи. Поскольку Марс находится так далеко от солнца, даже на экваторе, где солнечный свет наиболее силен, количество света, которое получат растения, будет таким же, как на Аляске.
Более того, хотя теплицы сделаны из прозрачных оконных стекол, они по-прежнему обычно поглощают от 50 до 70 процентов света на Земле и могут блокировать еще больше на Марсе, поскольку, вероятно, требуется более прочный материал для поддержки нагретых, находящихся под давлением внутренних помещений, учитывая, как воздух на Красной планете намного холоднее и тоньше, чем на Земле.
Вместо этого туннели, освещенные высокомощными светодиодами, вероятно, необходимы для выращивания растений на Марсе, дополненных солнечным светом, собранным и переданным по оптоволоконным кабелям, говорят исследователи. По их словам, возможно беспочвенное земледелие с использованием гидропонных или аэропонных систем, но эти стратегии потребуют более массовой доставки на Марс в виде лотков, насосов и резервуаров. Кроме того, почвенное земледелие может быть более устойчивым к болезням растений, но неорганическая марсианская грязь потребует серьезных исследований и обработки, чтобы превратить ее в живую почву, которая могла бы поддерживать рост растений, добавили исследователи.
Предыдущие исследования показали, что некоторые культуры могут оказаться особенно полезными, когда речь идет о кормлении марсианских колонистов, например, пшеница, кукуруза, соевые бобы, арахис и сладкий картофель. Генетическая модификация также может сделать растения более полезными для марсиан различными способами — например, за счет потребления большего количества углекислого газа и повышения производительности.
«Почти все исследования на сегодняшний день были сосредоточены на выращивании растений для кормления космонавтов, но растения занимают массу места, а на другой планете это означает строительство больших закрытых фабрик, которые должны быть герметизированы, обогреваться и освещаться», — сказал Кэннон. . «Если вы хотите накормить большое население другой планеты, вы должны отойти от идеи водянистых овощей и действительно подумать об огромном количестве энергии, воды и сырья, необходимого для производства достаточного количества калорий».
Чтобы увидеть, что нужно, чтобы прокормить марсианский город с населением 1 миллион человек , исследователи смоделировали население, которое росло за счет иммиграции, а также за счет рождаемости 10 на 1000 человек в год на Земле, что типично для развитых народов на Земле.
В целом они предполагали, что для доставки на Марс около 1 миллиона иммигрантов в течение столетия потребуется около 6900 кораблей с экипажем, при этом за это время на Марсе родится около 340 000 человек.
Ученые рассчитали количество калорий, которое потребуется каждому человеку, и смоделировали землепользование с учетом диеты, включающей пшеницу, кукурузу, сладкий картофель, сверчков и выращенных в лаборатории цыплят. Они обнаружили, что марсианская колония с населением в 1 миллион человек может достичь самообеспечения продовольствием в течение 100 лет, полагаясь примерно на 914 500 километров туннелей шириной около 12 футов (3,6 метра), которые можно было укладывать вертикально.
Связанный: Фотографии космической еды: что едят астронавты на орбите
Однако этим колонистам потребуется огромное количество продовольствия, импортированного в промежуточный период, которое перевозится на почти 54 000 грузовых партиях.
Ученые отметили, что существует множество стратегий, которые можно использовать для значительного сокращения количества импортируемой пищи, например, увеличение темпов строительства ферм на Марсе.
Будущие исследования того, как лучше всего кормить марсиан, должны быть сосредоточены на повышении урожайности сельскохозяйственных культур, разработке наиболее эффективных и привлекательных видов насекомых, улучшении вкуса и текстуры культивируемого мяса, повышении эффективности светодиодного освещения, используемого для выращивания сельскохозяйственных культур, и разработке По словам исследователей, автоматизированные методы быстрого строительства защищенных зон под давлением для размещения ферм.
«Очевидная критика заключается в том, что это научная фантастика — человеческих миссий на Марс через несколько десятилетий, так зачем работать над этой темой сейчас?» — сказал Кэннон. «Любой, кто думает в этом направлении, должен серьезно взглянуть на то, что делает SpaceX — они уже строят и тестируют прототипы кораблей, которые отправят первых поселенцев на Марс».
Пришло время «придумать, как это сделать», добавил он.
Исследователи заявили, что исследования того, как кормить марсиан, также могут помочь накормить людей на Земле.
«Ограничения, наложенные Марсом — холодная, разреженная атмосфера — вынуждают вас производить пищу способами, которые на самом деле более устойчивы и этичны, чем то, что делается на Земле с нынешними методами промышленного земледелия», — сказал Кэннон. «Таким образом, переход на «марсианскую диету» может помочь нашей планете». Ученые создали веб-сайт, http://eatlikeamartian.org , который дает некоторую информацию о том, как это сделать.
Кэннон и старший автор исследования Дэниел Бритт из Университета Центральной Флориды подробно описали свои выводы онлайн 30 августа в журнале New Space.
- Миссия НАСА на Марс потребует жизни за пределами земли
- Эти потрясающие дизайны показывают, как может выглядеть наше будущее на Марсе
Примечание редактора: в оригинальной версии этой истории Кевин Кэннон ошибочно упоминается как Кейт Кэннон.
Следите за Чарльзом К. Чоем в Твиттере @cqchoi . Следуйте за нами в Твиттере @Spacedotcom и на Facebook .
Присоединяйтесь к нашим космическим форумам, чтобы продолжать обсуждать последние миссии, ночное небо и многое другое! А если у вас есть новость, исправление или комментарий, сообщите нам об этом по адресу: [email protected].
Чарльз К. Чой — автор статей для Space.com и Live Science. Он охватывает все, что связано с человеческим происхождением и астрономией, а также физику, животных и общие научные темы. Чарльз имеет степень магистра гуманитарных наук Университета Миссури-Колумбия, Школу журналистики и степень бакалавра гуманитарных наук Университета Южной Флориды. Чарльз побывал на всех континентах Земли, пил прогорклый чай с маслом яка в Лхасе, плавал с морскими львами на Галапагосских островах и даже взбирался на айсберг в Антарктиде.