Колонизация Марса

«Процесс научных открытий — это, в сущности, непрерывное бегство от чудес»

Альберт Эйнштейн

Иисследования Марса

Наиболее пригодная для колонизации планета в Солнечной системе — Марс — Красная планета, на которой миллиарды лет назад процветала жизнь, и были океаны и реки. Сегодня Марс — это промерзшая безжизненная пустыня. Древние китайские астрономы называли планету «Огненной звездой».

Существуют предположения учёных, что на ранних этапах истории Марса, 3,8 — 3,5 млрд. лет назад, климат на планете был более тёплым и влажным, а северное полушарие было океаном. Построив «климатическую модель» Марса, в которой юг планеты занимал один суперконтинент, а выше 30 градусов северной широты начинался океан, учёные провели расчёты температурных режимов планеты. Результаты расчётов показали, что средние температуры на экваторе Марса составляли около 5-10 градусов Цельсия, то есть здесь могла существовать жидкая вода. Разница в температуре между экватором и полюсами превышала 20 градусов, т.е. выше 30 градусов северной широты вода большую часть времени находилась в замёрзшем состоянии. Возможно, миллиарды лет назад на Марсе существовал ледяной океан?

Из-за низкого давления вода не может существовать в жидком состоянии на большей части (около 70 %) поверхности Марса. Вода в состоянии льда была обнаружена в марсианском грунте космическим аппаратом НАСА «Феникс». В то же время собранные марсоходами «Спирит» и «Opportunity» геологические данные позволяют предположить, что в далёком прошлом вода покрывала значительную часть поверхности Марса.

Поверхность Марса в настоящий момент исследуют два марсохода: «Opportunity» и «Curiosity». Открытые и достоверно установленные объёмы воды на Марсе сосредоточены преимущественно в так называемой криосфере — приповерхностном слое вечной мерзлоты мощностью в десятки и сотни метров. Большая часть этого льда находится под поверхностью планеты, поскольку при нынешних климатических условиях не может существовать стабильно и оказавшись на поверхности, быстро испаряется; только в приполярных областях температура достаточно низкая для стабильного существования льда в течение всего года — это полярные шапки. Общий объём льда на поверхности и в приповерхностном слое оценивается в 5 млн км³ (а в более глубоких слоях, вероятно, могут быть сосредоточены гораздо большие запасы подмерзлотных солёных вод). В расплавленном состоянии он покрыл бы поверхность Марса слоем воды толщиной 35 м.

Колонизация Марса

В ходе многочисленных миссий автоматических межпланетных станций, доставивших к Марсу искусственные спутники, посадочные модули и марсоходы, Марс стал самой изученной планетой. В силу относительно небольшого расстояния до нашей планеты и природных характеристик, Марс, наряду с Луной является самым вероятным кандидатом на основание колонии людей в обозримом будущем.

Практической подготовкой отправки людей на Марс занимаются Роскосмос, NASA, ESA, объявившие полёт на Марс своей целью в отдалённой перспективе. Космические агентства смогут отправить совместную миссию на Марс в 2030 году. Ожидается, что экспедиция изучит возможность создания на Марсе постоянных поселений людей, чтобы земляне могли постепенно колонизировать Красную планету.

С 3 июня 2010 года по 4 ноября 2011 года российским космическим агентством Роскосмос и европейским ESA был проведен эксперимент по имитации марсианского полёта — «Марс-500». Команда испытателей провела 520 дней в герметично замкнутом комплексе, сыгравшем роль корабля. Экипаж виртуальной экспедиции (трое россиян, представители Франции, Италии, Китая) доказал, что с психологической и медицинской точки зрения полёт на Марс возможен.

С целью колонизации Марса, с 2010 года разрабатывается проект Столетний космический корабль» — проект NASA и Оборонного агентства США для подготовки пилотируемого полёта в дальний космос. С 2010 года проект разрабатывает Исследовательский центр имени Эймса — одна из основных научных лабораторий NASA.

Частный проект «Mars One», руководимый Басом Лансдорпом, предполагает полет на Марс (запуск пилотируемого корабля) с последующим основанием колонии на его поверхности и трансляцией всего происходящего по телевидению уже в 2027 году. Все этапы проекта планируется реализовать до 2029 года.

Американская некоммерческая организация (фонд) Inspiration Mars Foundation», основанная Деннисом Тито, планирует отправить в январе 2018 года пилотируемую экспедицию для облёта Марса.

Специалисты NASA считают, что на спутнике Марса — Фобосе может существовать жизнь, занесенная туда вместе с марсианскими метеоритами. По предварительно полученным данным, образцы грунта с Фобоса включают существенное количество материала Красной планеты. Если на Марсе есть жизнь (или была там в последние 10 миллионов лет), миссия к Фобосу может принести первые свидетельства существования жизни за пределами Земли.

Ученые не исключают возможность отправки астронавтов на Фобос и Деймос. Эти спутники намного меньше Луны и поэтому так же, как и астероиды, обладают очень слабым гравитационным полем. У полетов на спутники Марса имеются преимущества:

— Спутники можно было бы использовать как временные космические станции, с которых можно без особых затрат анализировать Марс, не опускаясь на поверхность.

— Базы на спутниках могут стать промежуточными ступенями для экспедиций на Марс.

Атмосфера Марса почти целиком состоит из углекислого газа, а атмосферное давление составляет всего 1 % земного. Экспедиция на Марс будет очень сложной, поэтому главной целью ученых будет создание на Луне постоянной научной станции и отправка на Красную планету роботизированных миссий. Путешествие на Марс по самой экономичной полуэллиптической орбите требует около 9 месяцев полёта.

Физик Джеральд Смит из Университета штата Пенсильвания, один из самых ярых сторонников кораблей на антивеществе, считает, что всего лишь 4 мг позитронов будет достаточно, чтобы доставить корабль с соответствующим двигателем на Марс всего за несколько недель. Смит отмечает, что антивещество способно высвободить примерно в миллиард раз больше энергии, чем обычное ракетное топливо.

Терраформирование Марса

В будущем человечество наверняка будет всерьез рассматривать проект терраформирования Марса — превращения его в более приятную для жизни планету. Работы по этому проекту начнутся в лучшем случае в самом конце XXI века, скорее даже в начале следующего. Уже сейчас ученые успели рассмотреть несколько способов, как сделать Марс более гостеприимным местом.

Как пишет популяризатор науки, специалист в области теоретической физики Мичио Каку («Физика будущего»), простейший из них — добавить в атмосферу Красной планеты метан или другой парниковый газ. Метан — более мощный парниковый газ, чем двуокись углерода, так что метановая атмосфера будет удерживать солнечный свет и постепенно нагревать поверхность планеты. Температура поднимется выше точки замерзания. Кроме метана, в качестве вариантов рассматриваются и другие парниковые газы, такие как аммиак и фреон. Как только температура пойдет вверх, начнет — впервые за миллиарды лет — таять вечная мерзлота, благодаря чему речные русла вновь наполнятся водой. Со временем, когда атмосфера станет более плотной, на Марсе могут вновь образоваться озера и даже океаны.

В 2009 г. было обнаружено, что с поверхности Марса естественным образом выделяется метан. Источник этого газа по-прежнему остается загадкой. На Земле метан возникает в основном при гниении органических материалов, но на Марсе он может быть побочным продуктом каких-то геологических процессов. Если ученым удастся установить источник этого газа, то, может быть, удастся и увеличить его выход, а значит, изменить атмосферу планеты.

Еще одна возможность — направить в атмосферу Марса комету. Если удастся перехватить комету достаточно далеко от Солнца, даже небольшого воздействия — толчка специальным ракетным двигателем, столкновения под нужным углом с космическим аппаратом, или даже просто гравитационного притяжения этого аппарата — может оказаться достаточно, чтобы нужным образом изменить орбиту кометы.

Кометы состоят в основном из воды, и в Солнечной системе их немало. (К примеру, ядро кометы Галлея по форме напоминает арахисовый орешек около 30 км в поперечнике, и состоит в основном из льда и камня.) По мере приближения к Марсу комета начнет испытывать трение об атмосферу и потихоньку разрушаться, высвобождая воду в виде пара в атмосферу планеты.

Ученые рассматривают также возможность окружить Марс спутниками, которые будут собирать солнечный свет и направлять его на поверхность планеты. Не исключено, что такие спутники даже сами по себе смогут поднять температуру на поверхности Марса. Как только это произойдет и начнется таяние вечной мерзлоты, дальше планета будет разогреваться сама, естественным образом.

Цели колонизации Марса:

• Создание постоянной базы для научных исследований самого Марса и его спутников, в перспективе — для изучения пояса астероидов и дальних планет Солнечной Системы.
• Промышленная добыча ценных полезных ископаемых.
• Решение демографических проблем Земли.

Основной целью является создание «Колыбели Человечества» на случай глобального катаклизма на Земле.