Comments 40
При обсуждении колонизации Марса часто забывают гравитацию. А это очень важно. Ускорение свободного падения на Марсе - 3.71 m/s², на Земле - 9.807 m/s², разница большая. Как человеческий организм будет себя чувствовать, если жить при такой пониженной гравитации годами, десятилетиями? Неизвестно. На МКС в невесомости за год у космонавтов начинаются огромные проблемы со здоровьем, организм сыпется на части. Резко падает зрение, кости теряют прочность, начинается хроническое воспаление по всему организму. Может, при марсианской гравитации будет то же самое, и тогда про города на Марсе можно будет забыть навсегда. Тогда уж лучше жить на огромных космических станциях из переплавленных металлических астероидов, где нормальная постоянная сила тяжести будет обеспечиваться за счёт центробежной силы от вращения станции.
Марсианская Колония необходима хотя бы потому, что в Солнечной Системе нет более близкой по условиям жизни к Земле планеты. "Эфирные острова", о которых говорил ещё Циолковский, намного более сложные в реализации конструкции, поэтому несомненно тоже появятся, но позже. И надо понимать, что Марс - это целая планета ресурсов, в том числе азота и углерода, необходимых для создания экосистемы.
Читал где то что одним из вариантов решения подобной проблемы будет то, что колонистам придется носить специальную "утяжеленную одежду" чтобы мышцы были в тонусе. Но честно говоря идея кажется сомнительной, разве что в такой одежде можно периодически тренироваться. Наверняка к условиям Марса организм человека сможет приспособиться, если не в первом поколении поселенцев, то во втором должны быть уже видны изменения. И будут люди выглядеть как белталода из сериала Экспансия.-)
Может, жить на Марсе будут вахтным методом. Годик пробыл, проработал на руднике и домой. А вместо тебя сменщик.
Для Марса вахтовый метод неприемлем. Хотя бы потому, что до появления термоядерного двигателя стартовые окна появляются раз в двадцать шесть месяцев. А ещё облучение во время перелёта намного больше, чем во время нахождения на Марсе. По действующему стандарту НАСА полученная астронавтом доза за время перелёта туда и обратно, плюс 26 месяцев на Марсе, примерно соответствует дозе, допустимой за всю карьеру астронавта.
Так что никакого "годик поработал, и домой". И никаких сменщиков.
Не вижу противоречия. Просто каждый человек один раз в жизни слетает на такую вахту.
Ну, термин "вахтовик" предполагает, что он регулярно "встаёт на вахту". Да и замучаетесь вы готовить столько специалистов.
Значит личный состав не будут так называть. Но суть от этого не меняется. И альтернативы не просматривается.
Колонизация, как альтернатива вполне себе просматривается. И есть довольно много желающих стать колонистами.
Если за одну вахту накапливается предельная доза за карьеру, о колонизации не может быть и речи.
Во первых - большая часть этой дозы накапливается во время перелётов туда и обратно. В Марсианской Колонии (и даже при работе на поверхности при соблюдении некоторых требований) уровень радиации значительно ниже. Во вторых, по нынешним данным (при наличии современных средств профилактики и защиты и с учётом параметров облучения) сама допустимая доза за всё время жизни может быть несколько увеличена. На Земле есть множество мест, где люди постоянно живут в условиях превышения доз, установленных НАСА, при превышения уровня заболеваний и средняя продолжительность жизни не страдают. Наиболее известный у нас случай - Грузия и Аджария, при общем увеличенном уровне излучения там много долгожителей и нет серьёзного превышения уровня заболеваемости раком над средним.
Один из основных вопросов, которые нужно для этого решить, — создание экосистемы, причём замкнутой, которая позволяла бы более-менее комфортно существовать всем — как самим колонистам, так и «кирпичикам» этой экосистемы.
Вот как раз на Марсе замкнутой экосистемы не требуется, потому, что вокруг целая планета ресурсов, и производство топлива предоставляет для населения колонии в огромном количестве необходимые углекислый газ, кислород, азот и воду в огромных количествах. Замкнутые биотехнологические системы очень интересны для экологов, потому, что являются очень упрощённой моделью планетарной экосистемы Земли, и позволяют уточнить её параметры, взаимосвязи и закономерности. Например, "Биосфера-2" дала множество данных о жизни в почве, недооцененной при подготовке проекта.
Вот как раз на Марсе замкнутой экосистемы не требуется, потому, что
вокруг целая планета ресурсов, и производство топлива предоставляет для
населения колонии в огромном количестве необходимые углекислый газ,
кислород, азот и воду в огромных количествах.
Это был сарказм?
Почему сарказм? Так и есть. В биосфере-2 начал быстро накапливаться углекислый газ из-за разложения органики, потому что система была замкнута. В незамкнутой лишнее можно было просто выкинуть за порог. Если потом понадобится - можно внести, хотя для растений углерод нужен в виде углекислого газа, а там его целая атмосфера. То же и с остальными факторами: одолел грибок почву - обеззараживаем семенной материал и садим в новую почву, накопанную снаружи, а старую выкидываем: система незамкнута, и того и другого есть
Теперь понял, о чём Вы. Да, согласен с Вами. Я думал, Вы о терраформировании всего Марса.
Какая такая почва? Базальт с магнетитом? Атмосфера на Марсе в 160 раз разряженнее земной и в основном из углекислого газа. А ещё температуры. На Марсе настолько холодно, что на полюсах замерзает CO2. Вот где можно действительно насобирать CO2, так это в полярных шапках. Но без всего остального он бесполезен. Воды на Марсе можно сказать что нет, молекулярного кислорода - нет. Чтобы кислород восстанавливать из оксидов нужна колоссальная энергия, чтобы согреть - нужна энергия, чтобы сконденсировать из разряженной атмосферы те крохи воды что там есть нужна энергия. Без хорошего источника энергии на Марсе делать нечего.
Вода там есть. В виде льда, мало и надо копать, но есть. Углекислота в атмосфере, зачем искать ее на шапках, растениям так много не надо. Расти они будут понятно не под открытым грунтом. Почва есть. Ну базальт. На базальтовой минвате растения растут. А керамзите растут - гидропоника. Чтобы восстановить кислород из окислов (из окислов углерода, которого полно) нужен свет и теплица с травой. Источник энергии само собой. Реактор же собираются с собой тащить, что-то вроде килопауэра
Какая такая почва? Базальт с магнетитом?
Существует понятие "почвоподобный субстрат" (смотри Яндекс), который на Марсе можно произвести из мелкого промытого/прокаленного реголита (для разложения перхлоратов) как наполнителя и компоста из органических отходов. Это для тех случаев, когда без почвы совсем никак.
Воды на Марсе полно, если всю растопить то покроет Марс глубиной в пятнадцать метров. Первые посадки Старшипов намечены именно там, где вода в большом количестве обнаружена с орбиты. Другое дело, что эта вода может быть в разных формах - прикрытый реголитом лёд, мерзлота или вода в составе кристаллогидратов.
Без хорошего источника энергии на Марсе делать нечего.
Вот с этим согласен. И Килоповер для серьёзных задач очень слаб. На первое время - большая солнечная ферма, потом реактор.
Песок или мелкий гравий с внесёнными удобрениями. А лишайники и некоторые виды мхов могут расти прямо на камне, им надо только близкие к земным условия обеспечить.
У нас на полюсе тоже замерзает CO2. Температура его кристаллизации −78,3 °С, что больше температурных рекордов более чем на 10 градусов.
И, если, не беречь воду и влагу в воздухе, то колония тоже рискует остаться без воды исчерпав близкодоступные месторождения. :-(
Термин "замкнутая экосистема" говорит о том, что в ней используются исключительно ресурсы, возобновляемые внутри экосистемы. Для Марсианской Колонии замкнутая экосистема не требуется, потому, что необходимые кислород, азот и вода будут поступать с топливного завода из окружающей среды. Это не означает, что воду будут бездумно расходовать, но для производства горючего (метана) необходим водород, который планируется получать из воды.
Выбрасывать можно только углекислый газ (которого полно в атмосфере), а влагу нужно беречь всеми способами.
Кислород с азотом тоже будут выбрасываться в большем или меньшем количестве при каждом шлюзовании. Азот тоже есть в атмосфере Марса, кислород будет производиться электролизом воды или электрохимическим разложением углекислого газа в установках МОКСИ, прототип которых уже испытан на Марсе. Многие другие местные ресурсы будут использоваться.
PS самый большой расход воды будет на обогащение руды, и другие тому подобные техпроцессы по причине отсутствия безводных технологий.
Ничто не мешает отправить воду после обогащения руды на электролиз для получения из неё водорода, необходимого для производства горючего (метана).
Если не пытаться беречь ресурсы, то не будет разработок технологий позволяющих эти ресурсы сберечь.
Никто не говорил, что ресурсы не собираются экономить и расходовать бережно. Добыча ресурсов на Марсе по определению дороже, тем больше стимул их экономить.
Главное здесь - это продолжать проводить эксперименты. Потому что как бы мы не планировали, все равно что-то обязательно пойдет не так. И хорошо, если это "что-то" касается только комфорта.
А для этого, уже сейчас пора думать про полностью автономные биосферы на базе растений и небольшого количества животных. Начать можно с околоземной орбиты.
Если описать проект простыми словами, то выводим в космос кусок земли на котором роботы садят растения и кормят ими животных. И вылавливаем баги в этом процессе. Далее фиксим баги и проверяем. Если все работает, то масштабируем и фиксим новые баги.
На мой вгляд, очень важно иметь работающие версии автономной биосферы разных масштабов. Это нужно для того, чтобы иметь возможность откатиться на более примитивный вариант, если что-то пойдет не так. Кстати, для нашей планеты это тоже актуально.
Ну эксперименты "биосфера" неоднократно проводились (проводятся?) на МКС а до этого на МИРе. Судя по молчанию в этой области, там или все секретно, или все печально.
Если описать проект простыми словами, то выводим в космос кусок земли на котором роботы садят растения и кормят ими животных. И вылавливаем баги в этом процессе. Далее фиксим баги и проверяем. Если все работает, то масштабируем и фиксим новые баги.
Всё великолепно проверяется на Земле в специальных герметичных камерах, нет проблем замкнуть систему по воздуху, воде и питанию на 80% и более. Но есть другие проблемы - рано или поздно возникают заболевания растений и приходится стерилизовать оранжерею, загружать новый грунт и запускать севооборот снова.
Тут недавно товарищ Винерсмит (который "учёный изнасиловал журналиста") с женой выпустили замечательную книгу под названием "Город на Марсе" (https://www.acityonmars.com) как раз на эту тему. Там рассматривается колонизация с большого количества разных сторон и описываются разные возникающие проблемы и возможные способы их преодоления.
Углекислый газ для установок подаётся из первого отсека и боевого отделения.
Что-что?
С радиацией проблем вобще никаких?
Гораздо меньше, чем кажется.
А можно в этом месте поподробней? На сколько мне известно за время полета до Марса уже набирается облучение радиацией сверх всяких норм. На самой планете ни озонового слоя, ни магнитного поля. Остается закопаться глубже и сидеть не высовываясь?
Во первых, длительность перелёта на Марс (или обратно) можно снизить с классических восьми месяцев до пяти, почти вдвое, ценой незначительного увеличения скорости перелёта. Во вторых, при перелётах роверов даже без всякой защиты намерили значительно меньшее излучение, чем предполагалось, таким образом перелёт туда и обратно не приводит к превышению допустимой дозы для астронавта за всю карьеру. В третьих, если нет солнечных вспышек, поток излучения которых кратковременный и направленный, то от солнечного излучения можно защититься, элементарно направив в сторону солнца двигатели. Солнечное излучение имеет низкую проникающую способность, поэтому двигатели, топливные баки, топливо и груз в грузовом отсеке - достаточная защита. Если вам не повезло, и Старшип попал в поток от солнечной вспышки, придётся прятаться в тесном отсеке с усиленной защитой, но это несколько дней. Это про радиацию во время перелёта.
Прилетели на Марс, сели. Излучение сразу упало в два раза, потому, что снизу вас защищает Марс. На поверхность выходим утром и вечером. Атмосфера у Марса жидкая, но очень высокая, пухлая, благодаря низкой гравитации. Поэтому пока Солнце невысоко над горизонтом она обеспечивает вполне достаточную защиту от его радиации.
Ну вот, если вкратце.
Не менее половины дозы в полёте (если не вру) набирается от галактических космических лучей а они практически изотропны по направлению. За двигателем от них не спрятаться. В них вся проблема, от солнечных частиц защититься действительно просто, но они там не всегда правят бал
Не врёте, но добросовестно заблуждаетесь.
Да, галактические лучи практически изотропны. Но в годы активного солнца их доля снижается - солнечный ветер вытесняет их, это раз. Во вторых, в галактических лучах самыми потенциально опасными и для электроники, и для человека являются ТЗЧ, тяжёлые заряженные частицы - ядра атомов тяжёлых элементов разогнанных магнитными полями. Такая частица одна может иметь энергию мелкокалиберной пули. И, как правило, такая частица проходит насквозь космический корабль и человека, оставляя после себя след ионизированных и разорванных молекул. Хуже, если в это время она столкнётся с ядром атома с большим атомным весом. Тогда вместо одной частицы будет целый рой вторичных частиц.
Но такие частицы относительно редки, и наносят вред вдоль своего трека. Поэтому один человек может пострадать от неё, а сосед её и не заметит. Самая хорошая защита от таких частиц и галактического излучения вообще - сокращение времени перелёта. На втором месте марсианская атмосфера, которая весьма жиденькая из-за слабой гравитации, но по той же причине очень "пухлая". Поэтому до поверхности Марса, излучение долетает значительно ослабленным.
По данным "Куриосити" на поверхности накопленная доза 0,21 миллизиверт в сутки, или 76 миллизиверт в год. Меньше чем на МКС, если что, там космонавты получают 0,6 миллизиверт в сутки или 220 миллизиверт в год. Во время полёта доза была намного выше - около 1,8 миллизиверт в сутки. Но это практически в чистом космосе, при какой-никакой радиозащите эти величины можно снизить на порядки.
Что случилось с "Небесным дворцом", который сделали китайцы из "БИОС-3"?
Почему у Мелиссы нет практических результатов? Только картинки и срочносборы?
Вы свой биореактор Хижняку показывали?
Для начала "Колонизируйте" Антарктиду - это гораздо проще :)
"Колонизовать Антарктиду" намного проще, тем более, что там раньше были города. Но после того, как выбили там китов, когда был подписан "Договор об Антарктиде" только серьёзными экономическими санкциями удалось заставить Аргентину и Чили эвакуировать эти города.
Колонизовать Антарктиду проще, но это не даёт нам такого результата, какой даёт Марсианская Колония. Почему вы хотите решать, куда другие люди тратят свои деньги. Поэтому, если вы хотите колонизовать Антарктиду, пустыни, или дно морское - флаг вам в руки и барабан на шею. Сделайте это, не сидите на диване!
Колонизация Марса: какая экосистема нужна для колонистов и как её создать. Часть 1