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.
Похоже, полеты на Марс и другие ближайшие планеты для землян окажутся не такими уж опасными, как считалось ранее. Так, предполагаемый уровень космической радиации, как выяснилось, завышен паникерами примерно вдвое. Можно не опасаться и недостатка воздуха: его будут получать при помощи специального аппарата, который сейчас активно разрабатывается…
Россия покорит Марс?
Недавно эксперты из Европейского космического агентства (ESA) решили на практике проверить "страшилку" о губительном воздействии радиации на людей. В сотрудничестве с астронавтами, находящимися на МКС, они провели эксперимент с манекеном-матрешкой, часть элементов "тела" которого состояла из фрагментов человеческих тканей. В частности, у него были настоящие кости, легкие и мягкие ткани организма. Всего таких фрагментов было тридцать три, размер каждого из них составлял около 2,5 сантиметра. Манекен подвергли действию космической радиации, замеряя показания различными приборами и датчиками.
Ученые исходили из того, что дозиметры, которые используются на Международной космической станции, завышают реальные показания на 15 процентов. Но на деле "погрешность" достигала 200 процентов. Следовательно, космические путешествия в пределах Солнечной системы должны быть куда безопаснее, чем считалось до этого.
Правда, данные еще необходимо перепроверить в иных условиях. Дело в том, что эксперимент проводился на низкой околоземной орбите, где количество заряженных частиц может быть снижено за счет земной магнитосферы…
Между тем, о создании в относительно недалеком будущем колонии на Марсе говорится практически как о деле решенном. Но прежде чем отправлять экспедиции на Красную планету, требуется решить множество вопросов, связанных с безопасностью колонистов. И прежде всего это проблема получения кислорода для дыхания. Ведь марсианская атмосфера сильно отличается по составу от земной. Есть гипотеза о том, что миллиарды лет назад она была богата кислородом, но сейчас газы, которые содержатся в атмосфере Марса, совершенно непригодны для дыхания землян.
Недавно группа студентов из Университета Западной Австралии и один из кандидатов на участие в миссии Mars One, физик Джош Ричардс, предложили проект устройства, способного генерировать воздух, пригодный для дыхания в условиях Марса. Helena Payload Project оказался одним из финалистов межуниверситетского конкурса Mars One University Competition. Предполагается, что победитель конкурса получит тендер на оснащение беспилотного посадочного модуля, который прибудет на Красную планету в 2018 году для проведения исследовательских работ.
Helena представляет собой технологию, которая позволит методом электролиза извлекать кислород из воды, которая, в свою очередь, станет добываться из марсианского грунта. Помимо модуля для электролиза, который будет располагаться в специальном защитном корпусе, устройство также будет оснащено так называемой "капсулой времени" в виде устойчивого к радиации DVD-диска, содержащего контент, собранный в рамках программы National Science Week 2015.
По словам одного из авторов разработки, Андре Ван Вульпена, Helena представляет собой первый образец реально работающей системы жизнеобеспечения для марсианской экспедиции, которая при наилучшем раскладе должна прибыть на планету в 2025 году. "Мы надеемся, что наш эксперимент проложит путь к обеспечению жизнедеятельности астронавтов, отобранных для проекта колонизации Красной планеты, — заявил Ван Вульпен. — Мы будем добывать кислород из имеющихся на Марсе ресурсов".
Впрочем, у Helena Payload Project есть конкуренты. Так, команда немецких разработчиков Cyano Knights предлагает организовать процесс выработки кислорода цианобактериями. Последние способны перерабатывать до 95 процентов диоксида углерода, который содержится в марсианской атмосфере, в чистый кислород.
Есть и проект MOXIE, инициированный студентами-инженерами из Массачусетского технологического института в сотрудничестве с Лабораторией реактивного движения НАСА. Его суть заключается в использовании электролиза твердых оксидов, который выделит из углекислого газа окись углерода и чистый кислород.
Пока авторам всех заявленных технологий предложили провести испытания в полевых условиях. Для этого ученые имитируют марсианскую среду и заставят добровольцев в течение какого-то времени дышать "искусственным" воздухом.
Руководители миссии Mars One считают, что на заполнение Красной планеты генерированным земными устройствами воздухом уйдет пять-десять лет, а первая колония на Марсе в случае успеха с созданием благоприятной среды может появиться лет через пятнадцать-двадцать.
Наука
Современное кино и фантастические книги о космосе часто сбивают нас с толку, представляя многие факты искаженными . Конечно, верить всему, что видишь на экране или читаешь в Интернете, нельзя, однако некоторые заблуждения настолько крепко засели в нашем сознании, что нам сложно уже поверить, что на самом деле все несколько иначе.
Например, как вы думаете, что будет, если человек окажется в открытом космосе без скафандра ? Его кровь закипит и испарится, его разовьет на мелкие кусочки или, может быть, он превратиться в кусок льда?
Многие полагают, что Солнце – это пылающий огнем шар, Меркурий – самая горячая планета Солнечной системы, а космические зонды отправляли только на Марс. Как же дела обстоят на самом деле ?
Человек в космосе без скафандра
Миф №1: Человек без скафандра взорвется в открытом космосе
Вероятно, это один из самых старых и распространенных мифов. Есть мнение, что если человек вдруг окажется в открытом космическом пространстве без специального защитного костюма, его просто разорвет на части.
Логика в этом есть, ведь в космосе нет давления, поэтому если человек взлетит слишком высоко, его раздует как воздушный шар и он лопнет. Однако на самом деле наше тело вовсе не так эластично, как воздушный шарик. Нас не может разорвать на части в космосе, так как наше тело слишком упруго . Нас может немного раздуть, это так, но наши кости, кожа и другие органы не настолько хрупки, чтобы в миг разорваться на части.
В реальности несколько людей подвергались влиянию невероятно низкого давления во время своей работы в космосе. В 1966 году один космонавт тестировал космический скафандр, когда произошла разгерметизация на высоте более 36 километров . Он потерял сознание, но вовсе не взорвался, а позже полностью восстановился.
Миф №2: Человек без скафандра замерзнет в открытом космосе
Это заблуждение подогревается множеством кинофильмов. Во многих из них можно увидеть сцену, в которой один из героев оказывается за пределами космического корабля без скафандра. Он тут же начинает мерзнуть , а если пробудет в открытом космосе определенное время, просто превратиться в ледышку. В реальности все будет происходить с точностью наоборот. В открытом космосе вы вовсе не переохладитесь, а перегреетесь.
Миф №3: Кровь человека закипит в открытом космосе
Этот миф связан с тем фактом, что точка кипения любой жидкости имеет прямую связь с давлением окружающей среды. Чем выше давление, тем выше точка кипения и наоборот. Это происходит потому, что жидкости легче превратиться в газ, когда давление ниже . Поэтому логично было бы предположить, что в космосе, где нет давления, жидкости сразу же закипят и испарятся, в том числе и кровь человека.
Линия Амстронга – величина, при которой атмосферное давление настолько низкое, что жидкости испаряются при температуре, равной температуре нашего тела . Однако с кровью такого не происходит.
Например, жидкости тела, та же слюна или слезы, действительно испаряются. Человек, который испытал на себе, что такое низкое давление на высоте 36 километров, рассказывал, что во рту у него действительно пересохло, так как вся слюна испарилась . Кровь, в отличие от слюны, находится в закрытой системе, а вены позволяют ей оставаться в жидком состоянии даже при очень низком давлении.
Миф №4: Солнце – пылающий шар
Солнце – космический объект, которому уделяют много внимания при изучении астрономии. Это огромный огненный шар, вокруг которого вращаются планеты. Он находится на идеальном для жизни расстоянии от нашей планеты, давая достаточно тепла.
Многие неверно представляют себе Солнце, полагая, что оно действительно горит ярким пламенем, наподобие костра. В реальности же это большой газовый шар, который дает свет и тепло благодаря ядерному синтезу , который имеет место, когда два атома водорода соединяются, образуя гелий.
Черные дыры в космосе
Миф №5: Черные дыры имеют форму воронки
Многие представляют себе черные дыры как гигантские воронки . Именно так часто изображают эти объекты в кино. В реальности черные дыры фактически "невидимы", однако чтобы вы имели о них представление, художники часто изображают их в виде водоворотов, которые поглощают все вокруг.
В центре водоворота находится нечто, похожее на вход в потусторонний мир . Реальная черная дыра напоминает шар. В ней нет как таковой "дыры", которая затягивает. Это всего лишь объект с очень большой гравитацией , который притягивает к себе все, что находится поблизости.
Хвост кометы
Миф №6: У кометы горящий хвост
Представьте себе на секунду комету. Скорее всего, ваше воображение нарисует кусок льда , летящий на большой скорости сквозь космическое пространство и оставляющей за собой яркий след.
В отличие от метеоров, которые вспыхивают в атмосфере и умирают, комета может похвастаться наличием хвоста вовсе не из-за трения . Более того, она вовсе не разрушается, путешествуя в космосе. Ее хвост образуется благодаря теплу и солнечному ветру , которые растапливают лед, а частицы пыли отлетают от тела кометы в направлении, обратном ее движению.
Температура на Меркурии
Миф №7: Меркурий ближе всего к Солнцу, а значит, это самая горячая планета
После того, как Плутон вычеркнули из списка планет Солнечной системы, самой маленькой из них стал считаться Меркурий. Эта планета находится ближе всего к Солнцу, поэтому можно предположить, что она является самой горячей. Тем не менее, это не так. Более того, Меркурий на самом деле сравнительно холодный.
Максимальная температура на Меркурии составляет 427 градусов Цельсия . Если бы эта температура наблюдалась на всей поверхности планеты, даже тогда Меркурий был бы холоднее Венеры, температура поверхности которой составляет 460 градусов Цельсия.
Несмотря на то, что Венера находится на расстоянии 49889664 километра от Солнца, она имеет такую высокую температуру благодаря атмосфере, состоящей из углекислого газа, который задерживает тепло у поверхности. У Меркурия такой атмосферы нет.
Помимо отсутствия атмосферы, есть еще одна причина, почему Меркурий - сравнительно холодная планета. Все дело в ее движении и орбите. Полный оборот вокруг Солнца Меркурий совершает за 88 земных суток , а полный оборот вокруг своей оси делает за 58 земных суток . Это означает, что ночь на Меркурии длится 58 земных суток, поэтому температура на той стороне, которая оказывается в тени, опускается до минус 173 градусов Цельсия .
Запуски космических аппаратов
Миф №8: Человек отправлял космические корабли только к поверхности Марса
Все, конечно, слышали о марсоходе "Кьюриосити" и его важной научной работе, которую он выполняет, находясь сегодня на поверхности Марса. Вероятно, многие забыли о том, что на Красную планету отправлялись и другие аппараты .
Марсоход "Оппортьюнити" приземлился на Марсе в 2003 году. Ожидалось, что он проработает не более 90 дней , однако этот аппарат до сих пор в рабочем состоянии, хотя прошло уже 10 лет!
Многие полагают, что мы никогда не сможем запустить космические аппараты для работы на поверхности других планет. Конечно, человек отправлял различные спутники на орбиты планет, но добраться до поверхности и благополучно приземлиться - задача не из легких.
Впрочем, попытки были. Между 1970 и 1984 годами СССР удачно запустил 8 аппаратов на Венеру. Атмосфера этой планеты крайне не гостеприимна, поэтому все корабли проработали там очень недолго. Самое долгое пребывание - всего 2 часа , это даже больше, чем рассчитывали ученые.
Также человек добрался и до более удаленных планет , например, до Юпитера. Эта планета практически полностью состоит из газа, поэтому приземляться на нее в обычном смысле несколько затруднительно. Ученые все же отправили к ней аппарат.
В 1989 году космический корабль "Галилео" полетел к Юпитеру, чтобы изучить эту гигантскую планету и ее спутники. Это путешествие заняло 14 лет . 6 лет Аппарат усердно выполнял свою миссию, а затем был сброшен на Юпитер.
Он успел отправить важную информацию о композиции планеты , а также ряд других данных, которые позволили ученым пересмотреть свои представления о формировании планет. Также еще один корабль под названием "Юнона" сейчас на пути к гиганту. Планируется, что он доберется до планеты только через 3 года.
Невесомость в космосе
Миф №9: Космонавты на орбите Земли находятся в невесомости
Реальная невесомость или микро-гравитация существует далеко в космосе , однако ни одному человеку пока не удавалось ее испытать на собственной шкуре, так как ни один из нас пока слишком далеко от планеты не улетал.
Многие уверены, что космонавты, работая в космосе, парят в невесомости потому, что находятся далеко от планеты и не испытывают притяжения Земли. Однако это не так. Притяжение Земли на таком сравнительно небольшом расстоянии все равно существует.
Когда объект вращается вокруг такого большого космического тела, как Земля, обладающего большой гравитацией, этот объект на самом деле падает. Так как Земля постоянно движется, космические корабли не падают на ее поверхность, а тоже движутся. Это постоянное падение создает иллюзию невесомости .
Космонавты таким же образом падают внутри своих кораблей , но так как корабль движется с той же скоростью, кажется, что они парят в невесомости.
Подобный феномен можно заметить в падающем лифте или резко снижающемся самолете . Кстати, сцены с невесомостью в картине "Аполлон 13" снимались в снижающемся лайнере, который используется для тренировки космонавтов.
Самолет поднимается на высоту 9 тысяч метров , а затем начинает резко падать в течение 23 секунд , тем самым создавая внутри салона невесомость. Именно такое состояние испытывают космонавты в космосе.
Какова высота атмосферы земли?
Как-то раз мы вам рассказывали, почему не прилетают инопланетяне . А почему мы не летаем на другие планеты, даже в пределах Солнечной системы?
О том, что нас ждет, окажись мы на этих планетах без скафандра и другой защиты, поведал в видеоинтервью Business Insider Нил Деграсс Тайсон, астрофизик в Американском музее естественной истории. А мы дополнили это прочими любопытными фактами.
Начнем по порядку — с нашей главной звезды.
Организм взрослого человека в среднем на 65% состоит из воды. Так что вы попросту испаритесь, и произойдет это за доли секунды.
Что интересно, поверхность Солнца считается его самой «прохладной» частью — температура там 5,5 тысячи градусов Цельсия (для сравнения: в центре ядра — почти 14 миллионов, в короне в среднем около 1,5 миллиона). В любом случае о спуске на Солнце не может быть и речи.
И все же вы, возможно, удивитесь, насколько близко к нему можно подлететь без опаски сгореть заживо. Если расстояние от Земли до Солнца представить в виде футбольного поля, то можно подобраться практически вплотную к чужой штрафной, сообщает Popular Science. Другое дело, что еще раньше человек погибнет от радиации.
Меркурий
Эта ближайшая к Солнцу планета лишена атмосферы, поэтому там одновременно экстремально высокие и экстремально низкие температуры. Дневная сторона невероятно раскалена (до 430 градусов Цельсия), а на ночной, наоборот, жуткая стужа (минус 180 градусов). Спуск на Меркурий будет похож на медленное поджаривание на вертеле. На сколько вам хватит дыхания, столько вы и проживете — то есть, меньше 2 минут.
Впрочем, при наличии подходящего скафандра и прочего защитного оборудования вполне можно будет и поселиться на Меркурии. Для этого, правда, подойдет только одна зона — так называемый «терминатор», граница между дневной и ночной сторонами, рассказал на сайте Space Answers сотрудник британского Национального космического центра Джош Баркер.
Планета медленно вращается вокруг своей оси (одни местные сутки = 88 земных), так что граница смещается так же медленно. Температура в «терминаторе» наиболее постоянная и относительно приемлемая (всего-то минус 100).
Венера
Средняя температура на поверхности — 470 градусов: это жарче, чем в печке (и, кстати, жарче, чем на солнечной стороне Меркурия). Давление — в 90 раз выше, чем атмосферное давление на поверхности Земли. Так что колонизация Венеры исключена, категорически заявляет ученый Стен Оденвальд на сайте The Astronomy Cafe. Планета в буквальном смысле зажарит и раздавит вас в один миг, не дав даже добраться из космического корабля до уже готового и полностью оборудованного лагеря (если допустить, что такое вообще возможно).
Впрочем, на Венере примерно такая же гравитация, как на Земле. Так что в этом плане вы будете чувствовать себя там «по-домашнему» — пока не испаритесь, шутит Деграсс Тайсон.
Марс
На поверхности очень холодно, в среднем минус 63 градуса по Цельсию, но воздух разрежен, так что холод ощущается не так остро, как было бы при той же температуре на Земле. В теплой одежде вам хватит времени, чтобы быстро осмотреться вокруг — все зависит от того, как долго вы сможете не дышать.
Главная проблема в низком атмосферном давлении — по сравнению с Землей, на Марсе почти что вакуум. Поэтому без скафандра человека ждет разрыв кожи и органов, дегазация и мучительная, хотя и быстрая смерть, уточняет сайту Business Insider Крис Уэбстер из лаборатории NASA, которая отвечает за работу марсохода Curiosity.
Во многом другом «Красная планета» так же враждебна человеку: отсутствие кислорода (только 0,1%, тогда как на Земле 20%), марсианская пыль, от которой нигде не укрыться, интенсивное УФ-излучение, а также химикаты и окислители на поверхности.
Тем не менее, из всех планет Солнечной системы только Марс в теории пригоден для колонизации.
Юпитер
У этой крупнейшей в нашей системе планеты нет поверхности — приземлиться некуда, так что вы будете «бесконечно» погружаться в газовую атмосферу, пока вас не раздавит под ее слоями. А произойдет это за доли секунды.
Сатурн
Такой же сценарий, как на Юпитере. Это тоже газовый гигант (как и Уран, и Нептун). Не удастся «прогуляться» и по знаменитым кольцам Сатурна. Они не являются единым твердым телом, а состоят из несметного количества мельчайших частиц.
Если куда и возможно отправить когда-нибудь исследовательскую миссию с участием человека, так это на один из спутников Сатурна. Считается, например, что Энцелад обладает потенциалом для поддержания жизни. Правда, его размер составляет лишь 3% от размера Земли, сообщает Moonphases.info.
Уран и Нептун
По поводу этих двух самых дальних планет Солнечной системы (Плутон, как известно, был лишен статуса планеты) в NASA отвечают одинаково: «Выжить можно только в безопасном космическом корабле, пролетая мимо». Приземлиться на них невозможно.
И вот что получается в итоге: на большинстве планет человек, как он есть, не проживет и секунды. Меньше двух минут можно продержаться на Меркурии и Марсе. Вывод один — лучшего места, чем Земля, не найти.
Приближается эра колонизации Марса. NASA запланировало первую экспедицию на Красную Планету летом 2020 года и на нее было выделено около двух миллиардов долларов США. На фоне этого появилась потребность добывать кислород, который в прямом смысле жизненно необходим для пребывания астронавтов на космической станции. Расчеты показали, что транспортировка основного для жизнедеятельности человека газа с Земли обходится слишком дорого. Это послужило стартом размышлений ученых на тему: есть ли кислород на марсе и, если его недостаточно, то как его «изобрести».
Сколько кислорода в атмосфере Марса?
Опережая события, сразу обозначим: кислород на Марсе есть, однако в чистом виде его количество составляет только 0,13%. Вдохнув один раз марсианского воздуха, человек погибнет мгновенно. Большая часть кислорода в Красной Планеты существует в виде углекислого газа, который на 95% составляет атмосферу Марса. Оставшаяся часть это:
- 1,6% аргона;
- 3% азота;
- 0,27% — остатки водяного пара и прочие газы.
Также кислород может существовать в виде оксида железа, который придает планете красный цвет.
Однако ученые предполагают, что очень давно, газы, окружающие Марс обладали гораздо большим объемом кислорода, и что единственная причина, по которой Земля не превратилась в Красную Планету – растения, который постоянно вбирают в себя углерод из углекислого газа. Именно экосистема вырабатывает тот воздух, которым мы дышим. Если бы Марс был ближе к Солнцу (достаточно теплый для жидкой воды) и достаточно большой, чтобы удерживать более плотную атмосферу, там могли бы расти растения, подобные тем, что растут на Земле. Но в нынешних условиях растениям понадобились бы специальные купола, отопление, вода и искусственный свет.
Как можно получить кислород на Марсе
Учитывая то, что кислород на Марсе нетипичное явление, ученые решают проблему с его воспроизводством. Было предложено 3 основных способа, позволяющих вырабатывать воздух на Красной Планете:
- При помощи бактерий, способных поглощать из углекислого газа воздух.
- Топливный элемент, предложенный Массачусетским технологическим институтом MOXIE.
- Применение низкотемпературной плазмы, которая способна при помощи частиц, содержащихся в ионизированном газе извлекать ионы кислорода.
Воздух на Марсе необходим для бесперебойной работы научно – исследовательской станции. Его воспроизводство позволит астронавтам не только дышать, но и заправлять ракеты для возвращения на Землю. Учитывая то, что состав марсианского воздуха и атмосферы значительно отличается от земного, а транспортировка обойдется очень дорого, перечисленные способы получения O2 станут по – настоящему главным событием в освоении новых планет.
Бактерии для создания кислорода
А теперь подробно разберем способы добычи воздуха на Марсе.Одной очень интересной разработкой для получения O2 на Красной Планете занимается корпорация аэрокосмического развития Techshot. Ими было предположено, что кислород можно получать посредством бактерий, которые из углекислого газа способны поглощать нужный человеку газ. Была создана комната с имитацией атмосферы, дневного цикла и излучения на поверхности Марса, в которой с успехом была подтверждена упомянутая теория.
Данный способ производства кислорода имеет глобальное значение. Во – первых транспортировка таких бактерий требует меньших затрат и места. Во – вторых из — за относительных орбит Земли и Марса поставки запасов будут производиться только раз в 500 дней, что делает генерацию воздуха почти необходимой для колонизации Красной Планеты. В свою очередь можно предложить производство кислорода изо льда или воды. Однако водные ресурсы слишком ценные, чтобы отправлять их на выделение необходимого для дыхания газа.
Эксперимент Moxie
Основной задачей экспедиции является изучение пригодности Марса для жизни. С этой целью на 4 планету Солнечной Системы отправляется атомный марсоход Curiosity, которому нужно не только продержаться на Красной планете для ее исследования, но также, чтобы у астронавтов хватило кислорода на обратный путь. Решение нашел Массачусетский технологический институт MOXIE. Итогом их разработки должен стать топливный элемент, который посредством электролиза способен разделить CO2 монооксид углерода и кислород, которые впоследствии направляются в хранилища. На фоне остальных научных разработок MOXIE выделяется тем, что нацелены на практические испытания. В их планы входит создание на Марсе автоматизированного производственного цеха, который заранее сгенерирует кислород для прибывающих астронавтов.
Плазменная технология для производства кислорода
Ученые из Португалии предполагают, что Марс наиболее благоприятное место для проведения реакции разложения посредством неравновесной плазмы. Интервалы термобарических показателей в атмосферном поле Красной Планеты способны вызвать более ощутимые колебания, приводящие к ассиметричному растяжению молекул, чем на Земле. Именно это делает Марс более привлекательной планетой для проведения опыта. Помимо кислорода, продуктом плазменного разделения молекул может стать угарный газ, который будет использоваться в качестве ракетного топлива. Руководитель проекта, Васко Герра полагает, что для производство 8-16 кг воздуха понадобятся лишь 150-200 Вт в течение 4 часов каждые двадцати пяти часовые марсианские сутки.
