Содержание
Как вы умрёте на Марсе / Хабр
Человек стремится к Марсу. NASA планирует высадить астронавтов на поверхности планеты к 2030 году. Частные космические компании вроде SpaceX выражают интерес в колонизации Марса, а проект Mars One уже подготовил список гражданских, которые получат билет в один конец в 2020 году.
Пока многие мечтают провести отведенные им дни на Красной Планете, эти дни можно будет сосчитать по пальцам рук. Окружающая среда Марса сильно отличается от Земли, поэтому инженерам придется решить огромное количество технологических проблем, связанных с безопасностью людей на планете. Далеко не все решения есть, и разработки могут занять долгие годы. Если сильно поспешить с полётом, можно закончить путешествие трагично.
Popular Science составил список проблем, из-за которых человек на Марсе погибнет.
Вы разобьётесь
Давайте представим, что вы много месяцев провели в космическом путешествии и наконец добрались до орбиты Марса.
Осталось самое простое — спуститься на поверхность. И здесь возникает проблема: атмосфера Марса в 100 раз менее плотная, чем атмосфера Земли.
На Земле для посадки космического корабля используют парашюты, и атмосфера помогает тормозить полёт. Чем больше объект — тем сложнее предотвратить его приближение к поверхности. На Марсе мягко посадить аппарат будет гораздо сложнее.
Брет Дрэйк, заместитель руководителя исследовательских миссий NASA, говорит, что с существующими технологиями получится посадить на Марс объект массой в одну тонну. Для сравнения: максимальная масса Dragon с грузом для МКС — более семи тонн. Дрэйк добавляет, что NASA нужно сажать за один раз от 20 до 30 тонн, чтобы доставить астронавтов, аппаратуру и провизию.
Агентству нужно спроектировать уникальную систему торможения. Сейчас ученые работают над Low-Density Supersonic Decelerator — это сверхзвуковой замедлитель в форме диска. Надувной шар позволит увеличить площадь поверхности спускаемого аппарата, чтобы замедлить скорость в атмосфере Марса.
Аппарат будут тестировать на Земле в июне, на Гаваях.
Mars One и SpaceX пока не рассказывали, как они планируют спустить свои аппараты на поверхность Марса.
Вы замёрзнете
Астронавтам придется бороться с суровой погодой. Средняя температура на поверхности Марса — минус 62 градуса Цельсия, но она меняется в зависимости от сезона, времени дня и местоположения. У экватора температура 27 градусов, а у полюсов 175 градусов ниже нуля.
Ученые и инженеры придумали много способов, которые позволяют космонавтам и астронавтам бороться с сильными колебаниями температур — спасибо Международной космической станции. Когда МКС расположена на солнечной стороне, она выдерживает 90 градусов, а на ночной стороне — минус 130 градусов. Скафандры астронавтов и космонавтов и сама станция оснащены системами контроля за температурой, которые уберегают и от холода, и от жары.
Эти системы спроектированы для работы в вакууме. Для атмосферы Марса придется работать над новыми технологиями.
Южная полярная шапка Марса
Вы умрёте от голода
Жизнь на поверхности Марса будет чем-то похожа на жизнь в Антарктиде. Всю еду, инструменты и другой груз станции в Антарктиде получают с других континентов, и такие поставки случаются не очень часто. В случае с Марсом, поставки будут гораздо реже — чтобы долететь до планеты, понадобится от 9 до 12 месяцев с момента взлёта, который может откладываться по разным причинам. Чтобы колония смогла выжить, нужно что-то выращивать самостоятельно — например, создать ферму.
Mars One хочет выращивать сельскохозяйственные культуры в помещениях с искусственным освещением. 80 квадратных метров площади займут растения. Поливать растения будут водой, которую найдут в почве планеты. Углекислый газ овощи получат от экипажа из четырех человек.
Исследователи Массачусетского технологического института нашли слабое место в этом плане. По их подсчетам, углекислого газа от четырех человек будет мало, чтобы поддерживать жизнь достаточного количества растений.
Экипаж из большего количества человек проблему не решит: в любом случае, еды хватит половине команды.
Надо либо выращивать меньше культур — но тогда еды будет меньше, чем нужно — либо найти способ получения дополнительного углекислого газа. Например, делать его из кислорода. Но в этом случае поселенцам придется меньше дышать.
Вы взорвётесь
Растения на Марсе нужны не только в качестве пищи — они являются жизненно важным источником кислорода. Использовать этот источник лучше, чем постоянно отправлять на Марс баки с кислородом, ведь каждый килограмм груза стоит немалых денег.
Исследования показали, что растения способны расти в марсианской почве, но пока никто не выращивал сельскохозяйственные культуры с Земли в условиях марсианской гравитации. Нужно провести новые исследования и выяснить, способна ли растительность выжить на этой планете. Если ответ будет положительным — поселенцы смогут прокормиться. Кроме того, они получат кислород.
Но большое количество кислорода в замкнутом пространстве представляет собой проблему. Экипаж может отравиться им и, что еще более страшно, кислород может взорваться. Команде нужен будет метод выделения лишнего кислорода из воздуха. На Земле есть методы для этого, но на Марсе их не проверяли.
У NASA уже есть план по улучшению экосистемы Марса. Исследователи хотят отправить на планету выбранные бактерии — например, цианобактерии. Они способны к фотосинтезу, сопровождающемуся выделением кислорода, и должны выжить на поверхности планеты. А проект Mars Oxygen ISRU Experiment (MOXIE) будет выделять кислород из углекислоты.
Вы можете не долететь
До всех возможных сценариев можно не дожить из-за космической радиации. Это излучение легко проходит сквозь обшивку космического корабля, а его долгое воздействие, по данным экспериментов на мышах, влияет на работу мозга. Более того — она вызывает раковые опухоли.
На МКС астронавты защищены от космического излучения благодаря магнитному полю Земли.
Этого фактора не будет во время длительного путешествия в космосе. Влияние излучения на каждого конкретного человека может быть индивидуальным, а женщинам, возможно, вообще не стоит лететь.
NASA ищет таланты
Пока многие технологии не готовы, NASA ищет помощи у энтузиастов. Агентство проводит конкурсы среди разработчиков и ищет идеи, которые позволят астронавтам выжить.
Марс находится за 225 миллионов 300 тысяч километров от Земли — доставка грузов займёт много времени и будет очень дорогой. В конкурсе «Путешествие на Марс» NASA ждёт лучшие идеи по минимизации зависимости от Земли, а победители получат по $5000.
Позже NASA анонсировало конкурс напечатанных на 3D-принтере жилищ для других планет с призовым фондом в $2,25 миллиона. Речь идёт о разработке жилищ для проживания на другой планете, включая Марс.
Дышать поглубже. В марсианской воде, если верить новым расчетам планетологов, вполне достаточно кислорода для жизни бактерий
Исследователи из Калтеха оценили содержание кислорода в приповерхностной воде на Марсе.
Выяснилось, что, несмотря на бедность атмосферы Марса кислородом, там вполне может процветать аэробная жизнь. Воды на площади десятков миллионов квадратных километров достаточно, чтобы там жили многоклеточные организмы. Кроме того, кислорода в марсианских водах может быть даже больше, чем в водах Земли 2,4 миллиарда лет назад. Из этого следует, что на Красной планете потенциально может выжить не только простейшая жизнь.
Летом этого года низкочастотный радар европейского зонда «Марс Экспресс» показал, что в 1,5 километра под южной полярной шапкой этой планеты лежит озеро диаметром в 20 километров — первый водоем, открытый на другой планете Солнечной системы. Planum Australe, Южная равнина, под которой оно лежит, покрыто отметинами, напоминающими следы извержения гейзеров — то ли жидкой воды, то ли углекислого газа.
Карта Южного полушария Марса, на которую наложены данные съемки Planum Australe. Цвета соответствуют силе отраженного сигнала, где синим отмечены места, отражавшие сигнал сильнее всего, что позволило ученым предположить наличие воды в этих регионах.
Изображение: USGS Astrogeology Science Center, Arizona State University, ESA, INAF. Графическая обработка Davide Coero Borga — Media INAF
Возможно, новое открытие, хотя и сделанное «на кончике пера», имеет не меньшее значение, чем обнаружение первого водоема на Красной планете. Ученые из Калифорнийского технологического института поставили перед собой простую задачу — рассчитать, каким будет содержание кислорода в марсианских грунтовых рассолах, соприкасающихся с местной атмосферой. Да, именно рассолах — судя по пробам марсианского грунта, взятых посадочными аппаратами, там очень высоко содержание солей.
Из-за этого фактора температура замерзания рассолов на Марсе может колебаться от -75 до -20 по Цельсию. А растворимость кислорода в воде крайне сильно связана с ее температурой: скажем, в земной морской воде при +45 по Цельсию растворяется всего 20 миллиграммов кислорода на литр, а при +5 — уже 40 миллиграммов. Оказалось, что особо переохлажденная марсианская вода настолько склонна «высасывать» кислород из атмосферы, с которой контактирует, что содержаться его в ней должно немало.
Несмотря на то что в газовой оболочке четвертой планеты всего 0,14%, холодная и очень соленая вода из верхних слоев грунта должна содержать не менее одной миллионной моля кислорода на кубометр. Хотя это может показаться очень небольшим в сравнении с тем, что встречается в морях Земли: именно эта величина — порог, отделяющий аэробную среду от анаэробной. До Великого кислородного события (или Кислородной катастрофы), произошедшего на Земле 2,4 миллиарда лет назад, содержание кислорода в морях не превышало этой критически важной величины.
Самое интересное: согласно расчетам новой работы, на 6,5% территории Марса достаточно холодно, чтобы в воде из верхних слоев грунта содержание кислорода было выше 0,002 моля на кубометр. Этого уже достаточно для поддержания жизни наиболее нетребовательных многоклеточных организмов — таких, как губки.
С учетом площади Марса аэробные «оазисы», где содержание кислорода достаточно велико, могут занимать десять миллионов квадратных километров.
Может показаться, что это чересчур оптимистично.
В самом деле, переохлажденные соленые воды, может, и не замерзнут при десятках градусах ниже нуля. Но сможет ли там кто-то выжить? Ведь метаболизм живых существ прямо зависит от температуры. Какие многоклеточные будут жить там, где холоднее, чем в Антарктиде зимой?
Однако наименее требовательные к кислороду многоклеточные заодно и самые склонные к медленному росту. Те же губки в холодных антарктических водах имеют жизненный цикл до десятков тысяч лет. Да, в марсианских условиях метаболизм может быть еще медленнее, и «плавный» жизненный цикл местных организмов — еще неспешнее. В любом случае, он возможен, по крайней мере, кислорода там для этого достаточно, и именно в этом основная соль работы.
Что это значит?
Наличие кислорода в близких к поверхности марсианских грунтовых водах — очень важный фактор. Следует понимать, что изначально простейшая жизнь весьма чувствительна к кислороду, причем в негативном смысле: он ее убивает. Выжить могут те организмы, которые используют ферменты типа супероксиддисмутазы, каталазы или цитохрома (последний умудряется еще и извлекать энергетическую выгоду из борьбы с активными формами кислорода).
Чтобы выжить и размножиться в кислородной среде, одноклеточный организм должен либо содержать одну-две разновидности цитохрома (и тогда это факультативный анаэроб), либо три его разновидности (и тогда он аэробный).
Тем не менее все сложные организмы мирятся с окислительным стрессом от кислорода. Причина — в куда большей эффективности аэробного дыхания в сравнении с анаэробным. Любое дыхание — это процесс окисления «топлива» (например, сахаров) окислителем. Анаэробные механизмы используют для этого NO3-, NO2- или Fe3+ и иные акцепторы электронов. Кислород намного эффективнее. Например, мышцы человека могут использовать как анаэробное дыхание — и тогда разложением одной молекулы глюкозы получают две молекулы АТФ, так и аэробное, при котором, разложив одну молекулы глюкозы, получают 38 молекул АТФ.
Разница говорит сама за себя: в кислородной среде жизнь испытывает настоящий энергетический бум. Именно на этом буме и могут существовать сложные организмы: у тех их клеток, что разлагают питательные вещества, появится достаточно «прибавочного продукта», чтобы прокормить «нахлебников» в виде специализированных тканей, например нервной.
Кислород в марсианской воде означает, что там может быть существо с дифференциацией тканей. Возможность найти многоклеточных на Марсе — вот что означает новая работа.
Можно ли проверить эту гипотезу?
О воде в верхних слоях марсианского грунта заговорили в 2015 году, хотя через два года после этого все то же NASA сообщило, что «потоки воды» могут оказаться и песком и без более пристального и близкого наблюдения тут не обойтись.
Потоки воды\песка на склоне кратера Ньютона. Источник: NASA/JPL-Caltech/Univ. of Arizona
Более того, в этом году Curiosity наконец отчитался о следах органики в пробах грунта, которые он собрал. Это, правда, были следы органики далекого прошлого.
Напрашивается вопрос: если вода бывает там так близко к поверхности, то почему же марсоходы еще не обнаружили никаких следов ассоциирующейся именно с жизнью. сложной органики в местном грунте? Да, были находки ароматических и алифатических углеводородов и тиофен — но такие соединения вполне могут образоваться и неорганическим путем и присутствуют не только в составе живых организмов (тот же тиофен), но и в заведомо безжизненных средах.
А вот несомненных «кирпичиков» жизни ни один аппарат пока и близко не нашел.
Правильный ответ на этот вопрос очень печален: все до сих пор опробованные марсоходы в принципе не могут это сделать. Вопреки усиленной рекламе достижений автоматов на других планетах, возможности их, как и на Земле, очень и очень скромны в сравнении с возможностями человека. Даже такой продвинутой марсоход, как Curiosity, хотя и весит как легковой автомобиль, но бурить глубже нескольких сантиметров не способен. Проблема в том, что верхние десятки сантиметров на Марсе — самое опасное место для любой жизни. Туда сравнительно просто попасть ионизирующей радиации, благо ее на неприкрытом магнитным полем Марсе немало.
Curiosity может бурить лунки лишь подобной глубины. Фото: NASA / JPL-Caltech / MSSS
Автомат может иметь более глубокий бур, как, например, марсоход «Экзомарс», который будет оснащен раскладным буром, способным добраться до глубины в два метра. Но для этого ему надо поставить такую задачу.
Когда планировали миссию Curiosity, никто, честно говоря, особо не думал над тем, что близко к поверхности Марса вообще может быть жидкая вода — ее следы были замечены только в 2011 году. К счастью, теперь есть понимание и того, что она там присутствует, и того, что в ней может быть достаточно кислорода для аэробной жизни. Теоретически «Экзомарс» вполне может добиться нужных результатов. Но на практике мы бы не торопились на это надеяться.
Бур «Экзомарса». Фото: ESA
Во-первых, на относительно небольшом марсоходе трудно разместить большой и многоразовый бур. Двухметровый инструмент «Экзомарса» рассчитан лишь на два раза и, только если повезет, сможет работать после этого. Во-вторых, гипотетическая вода близко к поверхности на Марсе далеко не везде. Склоны, на которых потоки воды в 2011 году заметил непальский школьник Лухендро Ойха, конечно, могли иметь жидкую воду, потому что материал крутого склона часто представляет более глубокие слои, чем обычная поверхность. Вот только загнать марсоход на крутой склон — не самая лучшая идея.
Он может с него просто свалиться вверх тормашками или застрять (в таких местах часты скопления рыхлых материалов, скорых на осыпание). И тот и другой случай — конец научной работы для планетохода. Поэтому «Экзомарс» будет бурить на плоскости, где до жидкой воды может быть и больше пары метров. Чего греха таить, не только на Марсе, но и на Земле есть немало мест, где вода в грунте куда глубже двух метров.
Другая проблема: поиск такой жизни узким диапазоном приборов, доступным марсоходам, тоже сложное занятие. Разработчики американского «Викинга», который еще в 1976 году попробовал найти на поверхности Марса жизнь, уверены: из-за ошибок при проектировании «Викинг» эту жизнь в анализируемом образце сперва убил (если она там и была), а потом, ожидаемо, не нашел.
Конечно, группа астронавтов с простейшими ручными инструментами легко смогла бы и спуститься по склону, где ранее были выявлены водные потоки, и многократно взять пробы грунта с пары метров в самых разных точках планеты.
Любой биолог с приличным микроскопом сможет найти аэробные организмы — как и факультативных анаэробов — в марсианской воде, если, конечно, они там есть.
Но на то это и люди — универсальные и гибкие инструменты, которым не страшны склоны или песок. На сегодня очевидно, что в обозримом будущем отправить туда человека мы не можем. Значит, нужен другой путь проверки гипотезы о марсианском кислороде.
К счастью, косвенные подтверждении гипотезы о насыщенной кислородом марсианской воде получить можно. Более того, авторы новой работы уже сделали это. Они заметили, что данные о составе оксидов в марсианском грунте предполагают очень интенсивный контакт с кислородом — много более интенсивный, чем стоит ожидать, опираясь на его ничтожное содержание в разреженной марсианской атмосфере. В частности, оксид марганца может образоваться при контакте с водой, в которой растворен кислород, но вот в контакте с газовой смесью, содержащей 0,14 процента кислорода, его образование весьма маловероятно.
Что насчет остальной воды?
Новая работа ограничивается именно приповерхностной водой. Но следует сказать прямо: это очень небольшая доля марсианской воды вообще. К сожалению, без исследований планеты на месте трудно точно понять, сколько конкретно воды там есть, ведь она лежит под поверхностью. Существующие оценки колеблются: минимальные утверждают, что ее достаточно, чтобы покрыть всю планету 500 метрами воды, более оптимистичные говорят о 1000 метров. Для сравнения: земные океаны в среднем менее четырех километров глубины, то есть воды на Марсе пусть и меньше, чем у нас, но не так уж и мало.
Другое дело, что почти вся она должна находиться в озерах типа того двадцатикилометрового под Южной равниной Марса, об открытии которого было объявлено летом этого года. Такие водоемы могут быть изолированы от марсианской атмосферы — так же, как и озеро Восток подо льдами Антарктиды. Значит ли это, что там нет кислорода, который в воде у марсианской поверхности берется именно из атмосферы этой планеты?
К счастью, это не так.
В том же озере Восток много кислорода, и берется он из того самого льда, что отсекает подледный водоем от поверхности и от атмосферы. Лед когда-то образовался у поверхности, в контакте с газовой оболочкой, и газовые пузырьки вмерзли в него. В контакте с водой лед тает, и газы высвобождаются. Поэтому в Востоке кислород не просто есть — его там опасно много. Большинство бактерий на поверхности планеты в воде с таким содержанием кислорода погибли бы. Но, несмотря на это, озеро Восток все же обитаемо.
Водный лед южной полярной шапки Марса точно так же намерзал в контакте с атмосферой, и точно так же там, где полярная шапка соприкасается с глубокими озерами, лед будет снабжать их кислородом. Более сложный вопрос — сколько именно его будет растворено в местной воде. Дело в том, что соленость глубоких озер крайне трудно определить. Мы не знаем состава глубоко залегающих пород четвертой планеты. Может быть, соли там крайне немного. Скажем, в земном Востоке вода вообще пресная. Если пресна и вода марсианских озер, то температура их замерзания ниже, чем у соленой воды в верхних слоях грунта.
А значит, кислорода в такой воде будет заметно меньше.
Более точные данные можно попробовать получить у гейзеров Южной равнины Марса. Они регулярно извергаются, и уже давно возникли предположения, что подледные озера могут быть связаны с такими извержениями. Если вода там насыщена кислородом и там есть аэробные организмы, их следы в воде, излившейся из гейзеров, должно быть, вполне реально найти. Увы, экспедиции к Южному полюсу Марса, да и к другим приполярным районам этой планеты, пока не планируется. А жаль. Как показывает новая работа, именно приполярные области с их переохлажденной грунтовой водой могут быть самым перспективным местом для поиска сложных организмов.
Александр Березин
Теги
ПланетологияКосмонавтика
Можем ли мы дышать на Марсе?
от редакции |
18 августа 2019 г.
Темы:
- Наука
Марс очаровал нас с тех пор, как мы впервые увидели этот ярко-красный свет в небе.
Когда мы узнали больше о «красной планете», многие эксперты, в том числе бывший астронавт Базз Олдрин и ученые Нил де Грасс Тайсон и покойный Стивен Хокинг, поддержали Марс как главного кандидата для колонизации человеком. Несмотря на то, что Марс во многом похож на Землю, одно отличие может стать решающим фактором: с атмосферой, превышающей 96 процентов углекислого газа, как мы могли дышать? НАСА готово применить немного смелости, чтобы ответить на этот вопрос!
MOXIE или «Эксперимент по использованию ресурсов кислорода на Марсе на месте» является частью миссии НАСА «Марс 2020», которая поможет нам узнать, можем ли мы использовать разреженную атмосферу Марса из углекислого газа для производства кислорода не только для дыхания, но и для использования в качестве топлива. топливо.
Ученые уже давно знают, как производить или перерабатывать кислород для космических миссий, например, на Международной космической станции (МКС). Электролиз воды — основной метод получения кислорода на МКС.
Вода (H 2 O) расщепляется на кислород (O 2 ) и водород (H 2 ). Кислород выбрасывается в воздушную систему кабины, а взрывоопасный водород выбрасывается в космос. Но на Марсе мало воды, и она в основном заморожена, поэтому обычный электролиз не подходит.
Двуокись углерода содержит один атом углерода и два атома кислорода. Недавно исследователи из Калифорнийского технологического института (Калифорнийский технологический институт) в Пасадене обнаружили, что молекулярный кислород можно получить, врезав углекислый газ в золотую фольгу на высокой скорости. Золото не может окисляться (соединяться с кислородом) и вместо этого отщепляет атомы кислорода от углекислого газа. Это открытие помогло создать технологию твердооксидного электролиза (SOXE), которая будет использоваться во время MOXIE.
Модуль MOXIE размером с автомобильный аккумулятор входит в состав марсохода NASA 2020. В ходе своей миссии он проверит, может ли эта технология эффективно производить кислород на месте (на месте) со скоростью, которая является более эффективной и рентабельной, чем его транспортировка с земли.
В случае успеха этот эксперимент может стать важным строительным блоком запланированного исследования Марса астронавтами.
Хотя производство достаточного количества кислорода для дыхания астронавтов на Марсе имеет решающее значение, согласно НАСА, более важной и менее очевидной потребностью в производстве кислорода на месте является топливо. Первоначальные миссии на Марс планируются как полеты туда и обратно, и жидкий кислород, вырабатываемый на Марсе, был бы идеальным топливом. По оценкам НАСА, генератор кислорода в 100 раз больше, чем MOXIE, потребуется для производства необходимого объема кислорода для полета туда и обратно.
Если все это звонит в колокольчики поп-культуры, то, вероятно, это потому, что MOXIE является предшественником «оксигенатора», используемого вымышленным Марком Уотни, которого изобразил Мэтт Деймон в популярном фильме «Марсианин». Подобно дереву, MOXIE будет вдыхать CO2, составляющий 96 процентов марсианского воздуха, и выдыхать кислород, но без воды в качестве реагента.
Поскольку в 2019 году исполняется 50 лет со дня высадки на Луну корабля «Аполлон-11», возвращение на Луну и дальше снова находится в центре внимания Америки. На самом деле НАСА надеется запустить пилотируемую миссию на Марс в 2030-х годах. Но прежде чем это произойдет, нам нужно убедиться, что есть воздух, которым можно дышать. MOXIE поможет ответить на вопрос «Можно ли дышать на Марсе?»
Узнайте больше о работе человечества по устранению препятствий для космических полетов, связанных со здоровьем легких.
Последнее обновление блога: 31 октября 2022 г.
Могут ли люди дышать на Марсе?
Все мы слышали о планах НАСА и частных компаний, таких как SpaceX, по доставке людей на Марс. Но как это будет работать в реальности? самые основные вопросы возникают, когда вы говорите о жизни на совершенно новой планете. Как мы будем ходить, что будем есть, но прежде всего, смогут ли люди вообще дышать на Марсе?
Люди не могут дышать марсианским воздухом.
Воздух на Марсе чрезвычайно разрежен, в нем слишком мало кислорода и он слишком токсичен (в нем слишком много углекислого газа). Единственный способ, которым люди могли бы дышать на Марсе, — это использовать герметичный скафандр и приносить собственный кислород.
Воздух Марса
На Марсе есть атмосфера с воздухом, но она сильно отличается по составу от земной атмосферы и воздуха, которым мы здесь дышим.
Во-первых, давление воздуха очень низкое. В среднем это около 0,09.5 фунтов на квадратный дюйм или около 6,5 миллибар. Для сравнения, земная атмосфера на уровне моря имеет давление более 14,7 фунтов на квадратный дюйм, или 1000 миллибар. Это означает, что марсианская атмосфера более чем в 150 раз тоньше земной.
Then there’s the issue of the actual composition of elements in that air compared to Earth’s atmosphere:
| Element | Earth | Mars |
|---|---|---|
| Nitrogen | 78% | 3% |
| Кислород | 21% | 0. 13% |
| Argon | 1% | 1.6% |
| Carbon dioxide | 0.04% | 95% |
| Others | 0.1% | 0.3% |
Состав атмосферы Марса и Земли
Как показано в приведенной выше таблице, воздух Марса в основном состоит из углекислого газа, который в больших количествах токсичен для человека. У него также почти нет кислорода, необходимого нам для дыхания, чтобы выжить.
Что произойдет, если вы дышите на Марсе
Если бы человек дышал на Марсе без скафандра, он потерял бы сознание в течение 30 секунд и умер в течение минуты или двух. Во-первых, их легкие наполнятся один раз, но из-за разницы в давлении между человеческими легкими и марсианским воздухом им будет очень трудно выдохнуть.
Углекислый газ будет действовать как яд в их организме, но это даже не главная проблема, поскольку он может даже не успеть их убить. Недостаток кислорода коснется их в первую очередь, так как люди не могут долго жить без него.
Короче говоря, не попадитесь на Марс без скафандра.
Чем будут дышать астронавты на Марсе
Когда мы отправим пилотируемые экспедиции на Марс, астронавтам придется привозить с Земли собственный кислород. Они будут дышать, используя идеально герметичные скафандры с кислородными баллонами, которые закачивают воздух в их шлемы.
Система жизнеобеспечения скафандров астронавтов также обеспечивает выпуск углекислого газа, который выдыхают астронавты, и создание давления в скафандре, чтобы имитировать атмосферу Земли, чтобы они могли комфортно вдыхать и выдыхать.
Технология изготовления этих скафандров существует уже много десятилетий, и они, по сути, являются теми же скафандрами, которые сегодня используются при выходе в открытый космос на Международной космической станции или при высадке на Луну.
Можем ли мы производить кислород на Марсе?
Только потому, что план первых пилотируемых полетов на Марс состоит в том, чтобы доставить наш собственный кислород с Земли, однако в долгосрочной перспективе, если бы мы построили постоянную колонию на красной планете, нам нужно было бы решение, которое не требуют дорогостоящих поездок туда и обратно между планетами.
НАСА уже ищет решение проблемы производства кислорода на Марсе. Или, лучше сказать, собирать кислород на Марсе, потому что на самом деле мы не можем «делать» кислород. Самолет должен собрать маленькие следы кислорода в марсианской атмосфере.
Проект называется MOXIE, и пока мы говорим, марсоход Perseverance уже проводит первые эксперименты.
Это не только было бы полезно для заполнения кислородных баллонов для дыхания скафандров, но и решило бы проблему топлива для полетов с Марса на Землю. При этом кораблю нужно было бы принести только необходимое топливо для путешествия в один конец, поскольку они могли бы производить собственное топливо для обратного путешествия на Марс, что значительно снизило бы стоимость путешествия.
Долгосрочное решение проблемы кислорода на Марсе могло бы состоять в изменении состава атмосферы Марса, чтобы он стал похож на состав Земли, посредством процесса, называемого терраформированием, но пока эта идея больше похожа на фантастику.