Можно ли дышать на марсе: На Марсе можно вдохнуть – Наука

Содержание

Вдохнуть на полную грудь. Ученые рассказали, смогут ли люди когда-нибудь дышать на Марсе

Исследователи считают, что углекислый газ на Красной планете можно перерабатывать в кислород. Но можно ли им дышать: ученые дали свой ответ.

Воздух на Марсе

Что же касается атмосферы на Марсе, то она очень тонкая и разреженная. Ее объем составляет всего 1% от объема атмосферы Земли. Это связано с тем, что Марс, во-первых, примерно в 2 раза меньше нашей планеты, а во-вторых у него не такая сильная гравитация, чтобы удержать улетучивание газов в космос.

«В то время как углекислый газ составляет меньше 1% в атмосфере Земли, на Марсе он составляет 96% местного воздуха. Для человека углекислый газ в высоких концентрациях является настоящим ядом. В то же время кислорода на Марсе практически нет. Он составляет всего одну десятую процента в атмосфере планеты. И этого явно мало для того, чтобы человек мог там дышать», — говорит Гэнт.

Что произойдет с человеком на Марсе без скафандра было хорошо показано в фантастическом фильме 1989 года «Вспомнить все» с Арнольдом Шварценеггером в главной роли

По словам ученых, если попытаться дышать на Марсе без скафандра, то почти сразу же человек умрет от недостатка кислорода. И в то же время его кровь закипит из-за низкого давления на планете.

Типичная поверхность Марса

Фото: NASA

Древняя жизнь на Марсе

Тем не менее ученые считают, что жизнь на Марсе существовала, пусть и миллиарды лет назад. И это при том, что на Марсе не только нет кислорода, там очень мало жидкой воды и экстремально низкая средняя температура, которая составляет -73 градуса Цельсия.

«Но на Земле существуют организмы, которые могут жить в подобных условиях. Ученые обнаружили живых существ в антарктических льдах, на очень большой глубине в океанах и даже глубоко под поверхностью планеты. Там также либо очень высокие, либо очень низкие температуры и почти нет кислорода», — говорит Уильямс.

Пока что марсоходы, в частности Perseverance ищут признаки потенциальной древней жизни на Марсе в виде марсианских микробов. Ведь ученые считают, что когда-то на Марсе был совсем другой климат, там была более плотная атмосфера, было больше кислорода и воды.

Можно ли создать кислород на Марсе?

«Но можно ли искусственно создать кислород на Марсе? Да, это возможно и этим уже занимается марсоход Perseverance. На борту у него имеется специальное устройство под названием MOXIE, с помощью которого можно производить кислород из углекислого газа в атмосфере Марса», — говорит Гэнт.

Марсоход Perseverance

Фото: NASA

Если же это устройство будет работать так, как рассчитывают ученые, то астронавты смогут использовать эту технологию для создания кислорода на Марсе. Этот кислород можно будет использовать как для поддержания жизнеобеспечения колонии, так и для создания ракетного топлива, чтобы вернутся обратно на Землю.

«Но даже, если люди будут производить кислород на Марсе, все же выходя на его поверхность, им придется носить скафандры», — говорят ученые.

С помщью видеоролика, котрый создали в NASA, можно увидеть, как будет проходить полет на Марс и как будет выглядеть первая марсианская база

Пока что NASA только планирует первый полет на Марс, но скорее всего он состоится уже в следующем десятилетии, а может быть и позже. О том, как будут жить на Красной планете первые астронавты Фокус уже писал.

Как уже писал Фокус, китайский марсоход Zhurong впал в спячку. Это связано с изменениями, которые произошли на Марсе.

Американские ученые готовятся впервые получить кислород на Марсе

https://ria.ru/20200730/1575144048. html

Американские ученые готовятся впервые получить кислород на Марсе

Американские ученые готовятся впервые получить кислород на Марсе — РИА Новости, 24.02.2021

Американские ученые готовятся впервые получить кислород на Марсе

Чистейший кислород может впервые появиться на Марсе в 2021 году, если эксперимент MOXIE оправдает ожидания своих создателей, рассказал РИА Новости заместитель… РИА Новости, 24.02.2021

2020-07-30T09:10

2021-02-24T14:21

сша

массачусетский технологический институт

наса

космос — риа наука

марс

дональд трамп

филип сеймур хоффман

perseverance (марсоход)

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdnn21.img.ria.ru/images/07e4/03/06/1568242201_2222:0:5863:2048_1920x0_80_0_0_153cb856992f391d89c517fd1c6f2f48.jpg

ВАШИНГТОН, 30 июл – РИА Новости. Чистейший кислород может впервые появиться на Марсе в 2021 году, если эксперимент MOXIE оправдает ожидания своих создателей, рассказал РИА Новости заместитель научного руководителя проекта профессор Массачусетского технологического института, бывший астронавт НАСА Джеффри Хоффман. Эксперимент MOXIE — это аппарат величиной с автомобильный аккумулятор для получения кислорода из атмосферы Огненной планеты. Эксперимент будет работать на марсоходе Perseverance, который, как планируется, стартует с Земли 30 июля и, если все сложится удачно, в феврале прибудет на Марс.Зачем на Марсе кислород?США серьезно увлечены идеей освоения Марса. Даже лунная программа, за которую взялась администрация Дональда Трампа, считается лишь этапом на пути освоения Огненной планеты. В США заявляют, что намерены в 2030-х осуществить мечту по отправке человека на Марс, и хотя специалисты сомневаются в реалистичности такой цели, многие считают, что лучше иметь ее и стремиться к ней, нежели не мечтать вовсе.Сейчас, помимо ряда спутников, на Марсе работает американский ровер Curiosity, в следующем году компанию ему составит Perseverance. Он должен совершить посадку в районе кратера Езеро (Jezero), где ему предстоит вести наблюдения за окружающей средой планеты, делать заборы его грунта и даже запустить в его атмосферу вертолет Ingenuity, который первым должен совершить полет на Марсе. Один из научных инструментов ровера – MOXIE (Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment) предназначен для выработки кислорода из диоксида углерода, из которого состоит атмосфера Марса. В НАСА рассчитывают, что именно этот эксперимент будет полезен для будущих пилотируемых миссий на Марс.»Одна из целей ровера Perseverance – поиск ископаемых свидетельств прошлой жизни на Марсе, там будут эксперименты по изучению геологии Марса, вертолет. Эксперименты в конечном итоге предназначены для того, чтобы проложить путь к исследованию Марса человеком», — пояснил цель миссии MOXIE один из ее создателей.»Когда люди полетят на Марс, в отличие от марсохода, который просто останется там… по завершении своей работы они захотят вернуться. А это означает, что им нужна будет ракета, чтобы вернуться на находящийся на орбите корабль и затем возвратиться на Землю», — добавил собеседник агентства.По оценкам специалистов, чтобы возвращение людей с Марса стало реальностью и тяжелая ракета смогла преодолеть гравитацию планеты, понадобится не менее 30 тонн чистейшего жидкого кислорода. «Большинство людей, когда слышат, что мы собираемся производить кислород на Марсе, думают о том, что это для того, чтобы людям было чем дышать. Но в действительности нам с вами нужно около 1 килограмма кислорода в день, поэтому, даже если вы остаетесь на Марсе надолго, вам понадобится всего несколько сотен килограммов чистого кислорода, но это мизерное количество в сравнении с 30 тоннами, которые понадобятся для ракеты», — рассказывает ученый.Привезти с собой необходимый объем баллонов кислорода для дыхания человека не составит большого труда, а вот доставить на поверхность Марса несколько десятков тонн ракетного топлива будет проблематично, предупреждает профессор Хоффман.»Производство кислорода на Марсе, в отличие от доставки на него 30 тонн кислорода, позволит сэкономить миллиарды долларов. Полет на Марс и так, без всякого сомнения, будет дорогим, и все, что мы можем сделать, чтобы сократить стоимость и сделать это более доступным, очень важно», — подчеркивает собеседник агентства.Как дерево, но по-другомуИнструмент MOXIE массой около 17 килограммов, расположен в правой передней части ровера. Создатели инструмента проводят аналогию между своим экспериментом и деревом, которое вдыхает диоксид углерода и выдыхает кислород, только MOXIE делает это не в результате фотосинтеза, а с помощью физического воздействия током на атмосферу Марса. С помощью электротока он будет разделять атомы диоксида углерода, из которых на 96% состоит атмосфера Марса, и выделять из нее кислород.Создатели MOXIE подчеркивают, что их эксперимент вовсе не новаторский. «Эта идея не нова, люди говорят о том, чтобы сделать это десятилетиями, и многократно испытывали в земных лабораториях, имитируя условия на Марсе, но все равно Марс может готовить сюрпризы, которые мы не предполагаем сейчас», — говорит Хоффман.Он подчеркивает необходимость «демонстрации работы технологии в реальной среде». «Мы никогда не производили кислород где-либо на другой планете, и MOXIE будет первой попыткой», — подчеркнул значение предстоящего эксперимента ученый.По его словам, «малыш» MOXIE может производить лишь около 10 грамм кислорода в час, но главное сегодня – продемонстрировать, что технология работает и на Марсе. Говоря об объеме чистого кислорода, который рассчитывают получить благодаря MOXIE ученые, Хоффман отмечает, что его будет «немного».»Мы произведем до 10 граммов кислорода в час. Это не очень много, но если бы у вас была маленькая собачка на Марсе, этого достаточно, чтобы она жила, но недостаточно для человека», — говорит ученый.Поскольку кислородом на Марсе пока никто не дышит, после оценки качества полученного газа его вновь выпустят в атмосферу планеты.Масштабы и корректировкиЭксперимент MOXIE требует большого количества электроэнергии.»Иногда они (руководители миссии — ред.) будут объявлять, что один марсианский день будет полностью посвящен MOXIE и ровер в этот день не будет двигаться, а все другие эксперименты будут «спать», — замечает Хоффман.По условиям НАСА, эксперимент должен произвести кислород по меньшей мере 10 раз, его создатели надеются удвоить этот показатель.Расчетный срок работы аппарата – один марсианский год, это два земных года. Но его создатели надеются, что, как это часто бывает с космическими аппаратами, прослужит он гораздо дольше, чем заявлено в его документах. «Мы делали эксперименты в лаборатории реактивного движения (НАСА) на Земле, и даже после 60 включений MOXIE все еще работал… Мы надеемся, что сможем произвести кислород как минимум 20 раз, и если после 20-го раза он все еще будет работать, мы бы хотели продолжить эксперимент, чтобы посмотреть, что произойдет», — говорит ученый.Он признает, что реальные марсианские условия могут преподнести исследователям немало сюрпризов. «Мы не знаем, не произойдет ли на Марсе что-то, что помешает продолжительности работы MOXIE», — пояснил Хоффман.Маленький эксперимент MOXIE пока является лишь демонстрацией технологии, но исследователи надеются, что в будущем удастся создать его «большую» версию.»MOXIE производит лишь одну двухсотую объема кислорода, которая необходима для пилотируемой миссии на Марс, но это не означает, что можно просто увеличить MOXIE в 200 раз, это будет просто неэффективно», — говорит ученый.По его словам, перед специалистами стоит задача решения таких марсианских проблем, как непостоянное давление атмосферы, пыль и многие другие вопросы, которые не столь существенны для маленького инструмента MOXIE, работающего лишь периодически, но должны быть учтены при создании устройства для получения кислорода в требуемых объемах. «Что касается MOXIE, то каждый раз, когда мы будем ее включать, у нас будут приблизительные данные о плотности атмосферы, и в зависимости от этих данных мы должны будем регулировать его работу, поскольку от плотности атмосферы зависит, сколько вы сможете получить кислорода», — поясняет специалист.Он уточнил, что руководители эксперимента будут каждый раз вносить коррективы его работу в соответствии с реальными условиями на Марсе.»Мы можем делать это, поскольку будем работать, может, только один раз в месяц… но если вы будете иметь дело с автоматизированной системой, она должна будет следить за ситуацией в атмосфере и в соответствии с ней корректировать объем кислорода, который она будет производить», — отмечает ученый, говоря о перспективах увеличения масштаба производства кислорода на Марсе.»Предстоит проделать много работы, MOXIE – это первый маленький шаг, это просто демонстрация того, что процесс в принципе работает, но впереди еще долгий путь до того, как мы сможем отправить людей на Марс и получить кислород для их ракеты. .. Мы всегда мечтали полетать на Марс сами. Сейчас я понимаю, что не смогу оказаться там, но мне повезло быть частью эксперимента, который в конечном итоге будет полезен для будущих астронавтов, которые полетят на Марс», — добавил Хоффман, который 20 лет работал астронавтом НАСА и пять раз побывал в космосе.Создание MOXIE обошлось НАСА в 50 миллионов долларов, это самый маленький эксперимент на новейшем ровере, общая стоимость которого составила около 2,4 миллиарда долларов. Примечательно, что финансирование создания и эксплуатации MOXIE разделили между собой сразу три отдела НАСА: управление пилотируемых миссий, управление технологий и отдел науки.»Это новшество для НАСА — они никогда не делали проект, который является такой крупной комбинацией различных отделов и действительно находится на стыке научной и пилотируемой программ», — подчеркивает ученый.

https://ria.ru/20200723/1574768779.html

https://ria.ru/20200720/1574571979.html

https://ria.ru/20200727/1574994909.html

https://ria. ru/20200703/1573822664.html

https://ria.ru/20200728/1575038821.html

https://ria.ru/20200625/1573439796.html

https://ria.ru/20200729/1575095956.html

сша

марс

РИА Новости

4.7

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2020

РИА Новости

4.7

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

4.7

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

1920

1080

true

1920

1440

true

https://cdnn21. img.ria.ru/images/07e4/03/06/1568242201_2677:0:5408:2048_1920x0_80_0_0_9ae0f880a87d369f8003139b87e7e1b7.jpg

1920

true

РИА Новости

4.7

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

4.7

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

сша, массачусетский технологический институт, наса, космос — риа наука, марс, дональд трамп, филип сеймур хоффман, perseverance (марсоход)

США, Массачусетский технологический институт, НАСА, Космос — РИА Наука, Марс, Дональд Трамп, Филип Сеймур Хоффман, Perseverance (марсоход)

ВАШИНГТОН, 30 июл – РИА Новости. Чистейший кислород может впервые появиться на Марсе в 2021 году, если эксперимент MOXIE оправдает ожидания своих создателей, рассказал РИА Новости заместитель научного руководителя проекта профессор Массачусетского технологического института, бывший астронавт НАСА Джеффри Хоффман.

Эксперимент MOXIE — это аппарат величиной с автомобильный аккумулятор для получения кислорода из атмосферы Огненной планеты. Эксперимент будет работать на марсоходе Perseverance, который, как планируется, стартует с Земли 30 июля и, если все сложится удачно, в феврале прибудет на Марс.

23 июля 2020, 10:35

В НАСА поздравили Китай с успешным запуском зонда по исследованию Марса

Зачем на Марсе кислород?

США серьезно увлечены идеей освоения Марса. Даже лунная программа, за которую взялась администрация Дональда Трампа, считается лишь этапом на пути освоения Огненной планеты. В США заявляют, что намерены в 2030-х осуществить мечту по отправке человека на Марс, и хотя специалисты сомневаются в реалистичности такой цели, многие считают, что лучше иметь ее и стремиться к ней, нежели не мечтать вовсе.

Сейчас, помимо ряда спутников, на Марсе работает американский ровер Curiosity, в следующем году компанию ему составит Perseverance. Он должен совершить посадку в районе кратера Езеро (Jezero), где ему предстоит вести наблюдения за окружающей средой планеты, делать заборы его грунта и даже запустить в его атмосферу вертолет Ingenuity, который первым должен совершить полет на Марсе.

Один из научных инструментов ровера – MOXIE (Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment) предназначен для выработки кислорода из диоксида углерода, из которого состоит атмосфера Марса. В НАСА рассчитывают, что именно этот эксперимент будет полезен для будущих пилотируемых миссий на Марс.

«Одна из целей ровера Perseverance – поиск ископаемых свидетельств прошлой жизни на Марсе, там будут эксперименты по изучению геологии Марса, вертолет. Эксперименты в конечном итоге предназначены для того, чтобы проложить путь к исследованию Марса человеком», — пояснил цель миссии MOXIE один из ее создателей.

20 июля 2020, 01:13Хочу стать космонавтом

Первый зонд инженеров из ОАЭ запустили к Марсу из Японии

«Когда люди полетят на Марс, в отличие от марсохода, который просто останется там… по завершении своей работы они захотят вернуться. А это означает, что им нужна будет ракета, чтобы вернуться на находящийся на орбите корабль и затем возвратиться на Землю», — добавил собеседник агентства.

По оценкам специалистов, чтобы возвращение людей с Марса стало реальностью и тяжелая ракета смогла преодолеть гравитацию планеты, понадобится не менее 30 тонн чистейшего жидкого кислорода.

«Большинство людей, когда слышат, что мы собираемся производить кислород на Марсе, думают о том, что это для того, чтобы людям было чем дышать. Но в действительности нам с вами нужно около 1 килограмма кислорода в день, поэтому, даже если вы остаетесь на Марсе надолго, вам понадобится всего несколько сотен килограммов чистого кислорода, но это мизерное количество в сравнении с 30 тоннами, которые понадобятся для ракеты», — рассказывает ученый.

Привезти с собой необходимый объем баллонов кислорода для дыхания человека не составит большого труда, а вот доставить на поверхность Марса несколько десятков тонн ракетного топлива будет проблематично, предупреждает профессор Хоффман.

«Производство кислорода на Марсе, в отличие от доставки на него 30 тонн кислорода, позволит сэкономить миллиарды долларов. Полет на Марс и так, без всякого сомнения, будет дорогим, и все, что мы можем сделать, чтобы сократить стоимость и сделать это более доступным, очень важно», — подчеркивает собеседник агентства.

27 июля 2020, 16:13Наука

Аппарат обнаружил в атмосфере Марса на месте метана другие газы

Как дерево, но по-другому

Инструмент MOXIE массой около 17 килограммов, расположен в правой передней части ровера. Создатели инструмента проводят аналогию между своим экспериментом и деревом, которое вдыхает диоксид углерода и выдыхает кислород, только MOXIE делает это не в результате фотосинтеза, а с помощью физического воздействия током на атмосферу Марса. С помощью электротока он будет разделять атомы диоксида углерода, из которых на 96% состоит атмосфера Марса, и выделять из нее кислород.

Создатели MOXIE подчеркивают, что их эксперимент вовсе не новаторский. «Эта идея не нова, люди говорят о том, чтобы сделать это десятилетиями, и многократно испытывали в земных лабораториях, имитируя условия на Марсе, но все равно Марс может готовить сюрпризы, которые мы не предполагаем сейчас», — говорит Хоффман.

3 июля 2020, 03:39Хочу стать космонавтом

Ученый рассказал, кого могут встретить люди на Марсе

Он подчеркивает необходимость «демонстрации работы технологии в реальной среде». «Мы никогда не производили кислород где-либо на другой планете, и MOXIE будет первой попыткой», — подчеркнул значение предстоящего эксперимента ученый.

По его словам, «малыш» MOXIE может производить лишь около 10 грамм кислорода в час, но главное сегодня – продемонстрировать, что технология работает и на Марсе.

Говоря об объеме чистого кислорода, который рассчитывают получить благодаря MOXIE ученые, Хоффман отмечает, что его будет «немного».

«Мы произведем до 10 граммов кислорода в час. Это не очень много, но если бы у вас была маленькая собачка на Марсе, этого достаточно, чтобы она жила, но недостаточно для человека», — говорит ученый.

Поскольку кислородом на Марсе пока никто не дышит, после оценки качества полученного газа его вновь выпустят в атмосферу планеты.

28 июля 2020, 13:30Наука

Ученый считает, что под поверхностью Марса существует жизнь

Масштабы и корректировки

Эксперимент MOXIE требует большого количества электроэнергии.

«Иногда они (руководители миссии — ред.) будут объявлять, что один марсианский день будет полностью посвящен MOXIE и ровер в этот день не будет двигаться, а все другие эксперименты будут «спать», — замечает Хоффман.

По условиям НАСА, эксперимент должен произвести кислород по меньшей мере 10 раз, его создатели надеются удвоить этот показатель.

Расчетный срок работы аппарата – один марсианский год, это два земных года. Но его создатели надеются, что, как это часто бывает с космическими аппаратами, прослужит он гораздо дольше, чем заявлено в его документах.

«Мы делали эксперименты в лаборатории реактивного движения (НАСА) на Земле, и даже после 60 включений MOXIE все еще работал… Мы надеемся, что сможем произвести кислород как минимум 20 раз, и если после 20-го раза он все еще будет работать, мы бы хотели продолжить эксперимент, чтобы посмотреть, что произойдет», — говорит ученый.

Он признает, что реальные марсианские условия могут преподнести исследователям немало сюрпризов. «Мы не знаем, не произойдет ли на Марсе что-то, что помешает продолжительности работы MOXIE», — пояснил Хоффман.

Маленький эксперимент MOXIE пока является лишь демонстрацией технологии, но исследователи надеются, что в будущем удастся создать его «большую» версию.

«MOXIE производит лишь одну двухсотую объема кислорода, которая необходима для пилотируемой миссии на Марс, но это не означает, что можно просто увеличить MOXIE в 200 раз, это будет просто неэффективно», — говорит ученый.

25 июня 2020, 05:00Хочу стать космонавтом

Ученый объяснил, почему люди не смогут жить на Луне и Марсе

По его словам, перед специалистами стоит задача решения таких марсианских проблем, как непостоянное давление атмосферы, пыль и многие другие вопросы, которые не столь существенны для маленького инструмента MOXIE, работающего лишь периодически, но должны быть учтены при создании устройства для получения кислорода в требуемых объемах.

«Что касается MOXIE, то каждый раз, когда мы будем ее включать, у нас будут приблизительные данные о плотности атмосферы, и в зависимости от этих данных мы должны будем регулировать его работу, поскольку от плотности атмосферы зависит, сколько вы сможете получить кислорода», — поясняет специалист.

Он уточнил, что руководители эксперимента будут каждый раз вносить коррективы его работу в соответствии с реальными условиями на Марсе.

«Мы можем делать это, поскольку будем работать, может, только один раз в месяц… но если вы будете иметь дело с автоматизированной системой, она должна будет следить за ситуацией в атмосфере и в соответствии с ней корректировать объем кислорода, который она будет производить», — отмечает ученый, говоря о перспективах увеличения масштаба производства кислорода на Марсе.

«Предстоит проделать много работы, MOXIE – это первый маленький шаг, это просто демонстрация того, что процесс в принципе работает, но впереди еще долгий путь до того, как мы сможем отправить людей на Марс и получить кислород для их ракеты. .. Мы всегда мечтали полетать на Марс сами. Сейчас я понимаю, что не смогу оказаться там, но мне повезло быть частью эксперимента, который в конечном итоге будет полезен для будущих астронавтов, которые полетят на Марс», — добавил Хоффман, который 20 лет работал астронавтом НАСА и пять раз побывал в космосе.

Создание MOXIE обошлось НАСА в 50 миллионов долларов, это самый маленький эксперимент на новейшем ровере, общая стоимость которого составила около 2,4 миллиарда долларов. Примечательно, что финансирование создания и эксплуатации MOXIE разделили между собой сразу три отдела НАСА: управление пилотируемых миссий, управление технологий и отдел науки.

«Это новшество для НАСА — они никогда не делали проект, который является такой крупной комбинацией различных отделов и действительно находится на стыке научной и пилотируемой программ», — подчеркивает ученый.

29 июля 2020, 13:05Наука

Ученые впервые измерили скорость движения песков на поверхности Марса

как превратить пустошь в эдемские кущи?

Освоение Марса последнее время является одной из основных тем, обративших на себя пристальное внимание мирового научного сообщества. «TechInsider» попыталась разобраться в том, насколько реально терраформирование Красной планеты с учетом возможностей современных технологий и предлагает вам подробный обзор потенциальных способов колонизации его и других планет Солнечной системы человеком.

Василий Макаров

В течение вот уже многих десятилетий люди занимаются поиском жизни или хотя бы ее следов на Марсе. До сих пор эти исследования не принесли желаемых результатов, но идея о «живом» Марсе продолжает будоражить умы научного сообщества по всему миру. Если мы не нашли жизнь на Красной планете то, возможно, мы сами сможем ее туда принести? Что, если бы у человека однажды получилось превратить песчаный, скалистый ландшафт Марса в цветущий сад, — подобие нашего родного мира?

Несмотря на то, что для обывателя это звучит как научная фантастика, исследователи в государственном и частном секторе всерьез занимаются изучением вопроса о том, как современные технологии могут терраформировать Марс, и по большей части потому, что это сделает колонизацию и дальнейшее исследование планеты куда более простыми.

Так возможно ли терраформирование Марса?

Ответ — да. Однако ученые полагают, что это осуществимо куда менее драматическим образом, чем предложенная Илоном Маском идея взорвать ядерный снаряд в тонкой атмосфере Марса. «Ошибочно полагать, что в ядерном заряде содержится достаточное количество энергии. Если взять все существующее ядерное оружие на Земле, то это будет эквивалентно энергии, которую Марс получает от Солнца всего за час», объясняет Крис Маккей, планетарный исследователь НАСА. Согласно ему, а также другим ученым, нагреть Марс человечеству поможет солнечный свет. Яркий пример тому — глобальное потепление на Земле, вызванное истончением озонового слоя и оттого избыточной дозой солнечной радиации, которая повышает температуру на планете. Майкл Чаффин, ученый, работающий над проектом Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN (MAVEN), уверен, что атмосферу Марса нужно сделать еще толще для того, чтобы она стала похожа на земную. «Мы обнаружили, что на ранних этапах формирования жизни на планете крайне необходимо удерживать на ее поверхности воду, что возможно лишь при куда более толстом атмосферном слое, чем тот, что существует сейчас на Марсе», говорит он.

В настоящее время атмосфера Марса такая тонкая и так плохо удерживает тепло, что вода может существовать на поверхности планеты исключительно на протяжении коротких промежутков времени. «Если взять стакан жидкой воды и вылить ее на Марс, то часть ее замерзнет, а другая часть обратится в пар. В любом случае, она не останется в жидком состоянии надолго», уверен Чаффин. Теоретически, если бы мы могли перекачать часть парниковых газов из атмосферы Земли на Марс, то можно было бы прогреть планету до такого состояния, чтобы на ней спокойно существовало большое количество жидкой воды, как это было в далеком прошлом (около 3,5 млрд лет назад). Чем толще атмосфера — тем стабильнее атмосферное давление и температура на планете, а значит и вода тоже будет стабилизироваться.

Маккей уверен, что одним из способов осуществить подобную программу является производство супер-парниковых газов — перфторуглеподов (ПФУ) на специальных заводах. Они не нарушили бы тонкий озоновой слой планеты и не стали бы токсичной угрозой для потенциальных колонистов, но смогли бы в достаточной мере удержать тепло на Марсе. После этого, спустя 100 лет после прогрева планеты люди смогут приступить к высаживанию растений на марсианском грунте. Потребляя CO2 и выделяя большое количество кислорода, зелень постепенно изменила бы химический состав атмосферы, сделав ее пригодной для дыхания — процесс, который, если говорить о современном уровне развития биотехнологий, займет тысячи лет.

Практические проблемы

Одной из главных особенностей, которую должны будут принять во внимание будущие программы терраформирования, является то, что на Марсе уже содержатся парниковые газы, к примеру известный всем CO2. Если проводить работы без учета их влияния, то можно нагреть планету слишком сильно. В итоге, вместо Эдема вы получите Венеру — планету с плотной атмосферой, которая состоит из парниковых газов, отчего температура на поверхности так высока, что на ней можно плавить свинец. Кроме того, атмосферное давление там так высоко, что на Земле такое можно наблюдать лишь в океане, на глубине около 900 метров.

В настоящее время Маккей работает над расчетами, которые позволят оценить количество СО2, в замороженном состоянии находящегося вблизи или под полярными льдами планеты. По оценкам специалистов, там все еще недостаточно много двуокиси углерода для нагрева планеты, но точное ее число все еще остается неизвестным. Но предположим, что у нас получилось создать достаточно влажную и теплую для жизни планету. Однако что случится с ее атмосферой со временем? Безусловно, Марс вновь потеряет ее. Однако на это, по прогнозам ученых, уйдет порядка 100 миллионов лет, что в масштабах человечества является настолько огромным сроком, что стоит хотя бы попытаться.

Планеты разные, а правила для всех одинаковые?

Различия между Венерой, Марсом и Землей на первый взгляд довольно очевидны. На одной слишком жарко, на другой слишком холодно, третья же в самый раз подходит человеку. Но, по большому счету, все они — лишь каменистые планеты среднего размера. Модели климатических изменений, разработанные на Земле, могут с большой вероятностью работать и на других планетах — надо лишь учесть различия в толщине атмосферных слоев, размеры и относительную близость каждой планеты к Солнцу. Однако некоторые аспекты марсианского климата остаются для исследователей загадкой.

«Данные, полученные с помощью роверов, показывают, что на планете была жидкая вода около 4 миллиардов лет назад. Если вернуться в прошлое, то на Марсе обнаружится большое количество озер и рек, могущих выполнять ту же важную для жизни функцию, что и земные. Но вот загадка: если у вас раньше были большие массивы жидкой воды, а сейчас нет, то что же произошло с атмосферой планеты?», задается вопросом Чаффин. Здесь-то на помощь и приходит MAVEN. Зонд НАСА вращается вокруг планеты с 2014 года, исследуя состав ее атмосферы и радиационный фон. Исследователи пытаются выяснить, что привело к резкой потере значительной части атмосферы в прошлом. «Марс теряет 180 грамм заряженных атмосферных частиц в секунду. Этого достаточно, чтобы за всю историю Марса исчезла вся текущая, тонкослойная атмосфера, но это не объясняет потерю раннего, более плотного атмосферного слоя», говорит ученый.

Заключение

Как бы то ни было, вопрос терраформирования Марса намного глубже, чем просто решение вопроса о прогреве и увлажнении планеты. Марсианский грунт беден на питательные вещества и богат персульфидами и перхлоратами, а значит, земные бактерии могут попросту не прижиться в нем. Что, если в ходе экспедиции Маска колонисты обнаружат на Марсе собственные бактерии, которые будут уничтожены в результате терраформирования и, таким образом, уникальный образец ксенобиокультуры будет утерян? Ученые полагают, что серьезные дебаты и планы об освоении планеты можно будет строить только тогда, когда человек впервые вступит на Красную планету и сможет исследовать ее самостоятельно, не прибегая к зондам и спутникам.

Могут ли люди дышать воздухом на Марсе

Марс — четвертая планета от Солнца и один из наших ближайших соседей в космосе. Но это не очень гостеприимное место для посещения землянином.

По
Филиндия Гант, Разговор, Эми Дж. Уильямс, Разговор |
Опубликовано: Monday, May 23, 2022

Концепт этого художника от января 1989 года представляет сцену, в которой люди работают на поверхности Марса.

NASA/Paul DiMare

Могут ли люди дышать на Марсе? – Джек Дж., 7 лет, Александрия, Вирджиния

Предположим, вы астронавт, который только что приземлился на планете Марс. Что вам нужно, чтобы выжить?

Для начала вот краткий список: вода, еда, укрытие и кислород.

Кислород содержится в воздухе, которым мы дышим здесь, на Земле. Его нам обеспечивают растения и некоторые виды бактерий.

Но кислород — не единственный газ в атмосфере Земли. Это даже не самое обильное. На самом деле, только 21% нашего воздуха состоит из кислорода. Почти все остальное – это азот – около 78%.

Теперь вам может быть интересно: если в воздухе больше азота, почему мы дышим кислородом?

Вот как это работает: Технически, когда вы вдыхаете, вы вдыхаете все, что находится в атмосфере. Но ваше тело использует только кислород; вы избавляетесь от остальных, когда выдыхаете.

Марсоход NASA Perseverance сделал этот снимок унылого и бесплодного марсианского ландшафта.

NASA/JPL-Caltech/ASU/MSSS

Воздух на Марсе

Марсианская атмосфера тонкая — ее объем составляет всего 1 процент от земной атмосферы. Другими словами, их 9На Марсе на 9% меньше воздуха, чем на Земле.

Отчасти потому, что Марс примерно вдвое меньше Земли. Его гравитация недостаточно сильна, чтобы предотвратить выход атмосферных газов в космос.

И самым распространенным газом в этом разреженном воздухе является углекислый газ. Для людей на Земле это ядовитый газ в высоких концентрациях. К счастью, он составляет гораздо меньше 1% нашей атмосферы. Но на Марсе углекислый газ составляет 96% воздуха!

Между тем на Марсе почти нет кислорода; это только одна десятая процента воздуха, чего недостаточно для выживания человека.

Если бы вы попытались дышать на поверхности Марса без скафандра, снабжающего вас кислородом — плохая идея — вы бы умерли в одно мгновение. Вы бы задохнулись, а из-за низкого атмосферного давления ваша кровь закипела бы примерно в одно и то же время.

Миллиарды лет назад в марсианском кратере Джезеро находилось древнее озеро.

Жизнь без кислорода

До сих пор исследователи не нашли никаких доказательств существования жизни на Марсе. Но поиск только начинается; наши роботизированные зонды едва коснулись поверхности.

Без сомнения, Марс — экстремальная среда. И это не только воздух. На поверхности Марса очень мало жидкой воды. Температура невероятно низкая — ночью более -100 градусов по Фаренгейту (-73 градуса по Цельсию).

Но многие организмы на Земле выживают в экстремальных условиях. Жизнь была обнаружена в антарктических льдах, на дне океана и в милях ниже поверхности Земли. Во многих из этих мест очень жарко или холодно, почти нет воды и почти нет кислорода.

И даже если жизни на Марсе больше нет, возможно, она существовала миллиарды лет назад, когда на Марсе была более плотная атмосфера, больше кислорода, более высокие температуры и значительное количество жидкой воды на поверхности.

Это одна из целей миссии марсохода НАСА «Настойчивость» — искать признаки древней марсианской жизни. Вот почему «Настойчивость» ищет в марсианских породах окаменелости некогда живших организмов — скорее всего, примитивной жизни, вроде марсианских микробов.

На 198-й день своей миссии марсоход NASA Perseverance сделал это селфи.

NASA/JPL-Caltech/MSSS

Кислород своими руками

Среди семи инструментов на борту марсохода Perseverance есть MOXIE, невероятное устройство, которое извлекает углекислый газ из марсианской атмосферы и превращает его в кислород.

Если MOXIE будет работать так, как надеются ученые, будущие астронавты смогут не только самостоятельно производить кислород; они могли бы использовать его в качестве компонента ракетного топлива, которое им понадобится, чтобы вернуться на Землю. Чем больше кислорода люди смогут произвести на Марсе, тем меньше им нужно будет привезти с Земли — и тем легче посетителям будет туда добраться. Но даже с «доморощенным» кислородом астронавтам все равно понадобится скафандр.

Прямо сейчас НАСА работает над новыми технологиями, необходимыми для отправки людей на Марс. Это может произойти в следующем десятилетии, возможно, где-то в конце 2030-х годов. К тому времени вы станете взрослым — и, возможно, одним из первых, кто сделает шаг на Марс.

Посмотрите, на что будет похожа миссия человека на Марс.

Привет, любознательные дети! У вас есть вопрос, на который вы хотели бы получить ответ от эксперта? Попросите взрослого отправить ваш вопрос по адресу [email protected]. Пожалуйста, сообщите нам ваше имя, возраст и город, в котором вы живете.

А поскольку любознательность не имеет возрастных ограничений, взрослые, дайте нам знать, что вас интересует. Мы не сможем ответить на все вопросы, но постараемся.

Филиндия Гант, доктор философии. Студент геологических наук Университета Флориды и Эми Дж. Уильямс, доцент кафедры геологии Университета Флориды

Эта статья перепечатана из The Conversation под лицензией Creative Commons. Прочитать исходную статью .

Как мы могли бы жить и дышать на Марсе

Вы бы жили на Марсе?

Жизнь на Марсе больше не может быть просто научной фантастикой. Благодаря инновационной науке и технологиям, лежащим в основе марсохода NASA Perseverance Rover, дыхание на Марсе стало более реалистичным, чем когда-либо прежде.

Как работает MOXIE

20 апреля 2021 года марсоход Perseverance Rover преобразовал часть атмосферы Марса в кислород. 96% атмосферы Марса состоит из CO ₂ , тогда как Земля всего 0,04%. Инструментом, который позволил осуществить это преобразование, является эксперимент по использованию ресурсов Марса с кислородом на месте (MOXIE), который находится на борту Perseverance.

MOXIE работает аналогично дереву, вдыхая CO ₂ и выдыхая кислород. После приема CO ₂ его сжимают и фильтруют для удаления любых загрязнений. Затем его нагревают для разделения кислорода и монооксида углерода. Кислород далее изолируется керамическим компонентом, а ионы кислорода сливаются в O ₂ . Отработанный монооксид углерода выбрасывается обратно в атмосферу.

Этот процесс требует чрезвычайно высокого уровня тепла — около 1470 градусов по Фаренгейту. Для того, чтобы MOXIE выдержал эту температуру, все его материалы устойчивы к высоким температурам. Например, снаружи есть тонкое золотое покрытие, отражающее инфракрасное тепло, чтобы оно не излучалось наружу и не повреждало другие части Perseverance.

Кислород на Марсе

MOXIE установлен в марсоход Perseverance Rover Фото: НАСА

В ходе этой первой демонстрации MOXIE произвел около 5 граммов кислорода, что эквивалентно 10-минутному запасу кислорода для дыхания астронавта. На полной мощности MOXIE может генерировать до 10 граммов кислорода в час. Тем не менее, MOXIE на Perseverance Rover — это всего лишь проба того, что должно произойти. Будущие генераторы кислорода должны быть примерно в 100 раз больше для поддержки человеческих миссий.

Кислород нужен не только людям для дыхания на Марсе; ракетное топливо также зависит от кислорода. Это означает, что будущие астронавты должны будут полагаться на производство кислорода на Марсе, чтобы вернуться на Землю. Чтобы отправить четырех астронавтов с Марса, потребуется около 15 000 фунтов (7 метрических тонн) ракетного топлива и 55 000 фунтов (25 метрических тонн) кислорода. Группе из четырех астронавтов также потребуется около одной метрической тонны кислорода на двоих, чтобы дышать на Марсе в течение года.

Доставить 25 метрических тонн кислорода на Марс, чтобы вернуться на Землю, почти невыполнимая задача. Однако транспортировка кислородного конвертера весом в одну тонну (будущий потомок MOXIE), который может производить 25 тонн, является гораздо более практичным решением, что делает его основной мотивацией для миссии.

У MOXIE есть много возможностей для роста, и должны пройти многие годы и инновации, прежде чем жизнь на Марсе станет жизнеспособной. Тем не менее, MOXIE знаменует собой первый инструмент для производства кислорода в другом мире и первую технологию, которая может помочь будущим миссиям «жить за счет земли» с ресурсами на космической площадке. MOXIE знаменует собой огромный скачок в будущем исследований Марса и жизненно важный шаг к тому, чтобы люди были на Марсе.

Подробнее о марсоходе «Персеверанс»

Марсоход «Персеверанс» НАСА Научные инструменты
Фото: НАСА

Марсоход «Персеверанс» — пятый робот, отправленный НАСА на Марс. Его цель — лучше понять геологию Марса, найти признаки древней жизни и протестировать новые технологии, которые принесут пользу будущим исследованиям красной планеты роботами и людьми. Марсоход также будет собирать и хранить образцы горных пород и почвы и возвращать их на Землю. Он стартовал 30 июля 2020 г. и приземлился на Марсе 28 февраля 2021 г.; он потратит около двух земных лет на изучение региона.

Помимо MOXIE, на вездеходе есть еще шесть инструментов, помогающих в научных и технологических исследованиях. Например, Mastcam-Z имеет усовершенствованную систему камер для изучения поверхностных материалов, а SuperCam исследует горные породы и почву с помощью камеры, лазера и спектрометров для поиска органических соединений.

Марсоходу «Настойчивость» не так-то просто успешно добраться до Марса. Марсоход тестирует новые технологии для будущих миссий роботов и людей на Марс, такие как автопилот для предотвращения опасностей и набор датчиков для сбора данных во время посадки.

Кроме того, основной проблемой любого космического путешествия является радиация. Это особенно актуально для космической миссии на Марс протяженностью 300 миллионов миль. Ровер должен быть в состоянии противостоять огромному количеству радиации в космосе. Решением является придание полупроводникам радиационной стойкости от таких компаний, как CAES, чтобы они могли выдерживать экстремальные условия окружающей среды. Специально для Mars Perseverance Rover робот путешествовал в защитной аэрокосмической оболочке с задней оболочкой и теплозащитным экраном, чтобы он мог противостоять радиации и температурам в космосе.

Чтобы узнать больше о космических инновациях, смотрите передачу Tomorrow’s World Today «Полупроводники в космосе» на SCIGo и Discovery GO.

Исследуйте Мир инноваций , узнайте о науке, лежащей в основе американских горок , эволюции энергии, о том, что вам нужно знать , и об утилизации электроники.

Коробка размером с портфель уже производит кислород на Марсе: ScienceAlert

Марсианская атмосфера в ее нынешнем состоянии совершенно не подходит для землян. Он чрезвычайно тонкий, более чем в 100 раз менее плотный, чем земной, и состоит в основном из углекислого газа. Любые люди, пытающиеся дышать им, вскоре обнаружат, что вообще не дышат.

Но в этом пыльном, сухом, чужом мире маленький прибор, размером чуть больше портфеля, надежно выкачивал пригодный для дыхания кислород из марсианской атмосферы.

Это первая демонстрация обработки ресурсов на месте для использования человеком на другой планете — установление способа производства пригодного для дыхания воздуха для миссии человека на красную планету.

Он называется MOXIE (Эксперимент по использованию ресурсов кислорода на месте (ISRU) на Марсе). Он установлен в недрах марсохода НАСА «Настойчивость» и использует процесс, называемый электролизом, для расщепления марсианского углекислого газа на окись углерода и кислород.

В период с февраля 2021 года, когда приземлился Perseverance, и до конца 2021 года MOXIE производил кислород семь раз — и будет продолжать это делать, говорят исследователи.

«Это первая демонстрация фактического использования ресурсов на поверхности другого планетарного тела и их химического превращения во что-то, что будет полезно для человеческой миссии», — говорит бывший астронавт НАСА и заместитель главного исследователя MOXIE Джеффри Хоффман из Массачусетского технологического института.

«Это историческое в этом смысле.»

Производство кислорода путем электролиза не является чем-то новым. Международная космическая станция, например, использует электролиз для расщепления воды на водород и кислород, тем самым пополняя запасы воздуха для дыхания.

Однако на Марсе вода может оказаться слишком ценной для использования таким образом, если есть другой доступный метод.

MOXIE вставляется в Perseverance перед миссией. (NASA/JPL-Caltech)

К счастью, кислород является компонентом многих соединений, в том числе углекислого газа, который составляет примерно 96 процентов атмосферы Марса: молекула, состоящая из одного атома углерода и двух атомов кислорода.

Электрохимическое восстановление диоксида углерода до составляющих его элементов хорошо изучено, известно и понятно; Задача состояла в том, чтобы разработать здесь, на Земле, инструмент, который можно было бы сделать на Марсе из подручных материалов.

Производство кислорода компанией MOXIE представляет собой многоэтапный процесс.

Во-первых, он всасывает марсианский воздух через фильтр, который очищает его. Затем очищенный марсианский воздух сжимается, нагревается и проходит через электролизер твердых оксидов (SOXE). Электролизер расщепляет углекислый газ на монооксид углерода, который выбрасывается обратно в марсианскую атмосферу, и ионы кислорода.

Затем ионы кислорода рекомбинируются в O ₂ , или молекулярный кислород, количество и чистоту которого затем измеряют, прежде чем снова выпустить наружу.

Этот процесс, как установили ученые, надежно привел к производству пригодного для дыхания кислорода. После нескольких часов прогрева он работает в течение 1 часа на каждый эксперимент, после чего следует период выключения. За один час работы MOXIE производит до 10 граммов кислорода для дыхания на одного космонавта примерно на 20 минут.

В каждом из семи запусков MOXIE произвел от 5,4 до 8,9 граммов молекулярного кислорода, всего 49,9 граммов.

Поскольку температура и плотность воздуха на Марсе сильно меняются не только днем и ночью, но и в течение смены сезонов года, MOXIE должен работать в широком диапазоне температур и плотностей воздуха.

За семь запусков MOXIE смог производить кислород в различных условиях: днем, ночью и в течение всего года.

«Единственное, что мы не продемонстрировали, — это бег на рассвете или в сумерках, когда температура существенно меняется», — говорит главный исследователь MOXIE Майкл Хект из обсерватории Хейстек Массачусетского технологического института.

«У нас есть туз в рукаве, который позволит нам это сделать, и как только мы проверим его в лаборатории, мы сможем достичь этого последнего рубежа, чтобы показать, что мы действительно можем бежать в любое время.»

В идеале, конечно, цель — система жизнеобеспечения, которая может работать непрерывно, так как людям нужно дышать именно так. И он должен быть намного больше, чем MOXIE: небольшой группе астронавтов, как сказал Хехт в прошлом году, потребуется около одной метрической тонны пригодного для дыхания кислорода в течение одного года на Марсе.

И это не включает кислород, необходимый для топлива для пути домой — в общей сложности миссии потребуется примерно 500 тонн кислорода, по подсчетам команды.

То, чему команда научилась за первый год работы MOXIE, послужит основой для разработки этой более крупной системы… но еще многое предстоит сделать.

Следующий экспериментальный запуск состоится в то время года, когда атмосфера наиболее плотная. Затем, по словам команды, они будут давить на инструмент изо всех сил, чтобы попытаться произвести как можно больше кислорода.