Гид по выживанию на Марсе: как добыть еду, воду и построить убежище

В этом году NASA обнародовало амбициозный план освоения четвертой по удаленности от Солнца планеты Солнечной системы. Лунная станция Deep Space Gateway будет служить перевалочным пунктом для дальних космических полетов на Марс и сможет принимать находящийся в стадии разработки космический корабль Deep Space Transport – своеобразную версию USS Enterprise из вселенной “Звездного пути”.

К началу 2030-х годов астронавт (вряд ли это будет Мэтт Дэймон) может впервые с 1969 года ступить на космическое тело. Ему или ей понадобятся изощренные гаджеты, чтобы выжить в холодном, негостеприимном мире.

Вода, вода повсюду

Доказательств того, что на Марсе есть вода, хватает. По мнению ученых, полосы на поверхности планеты остаются там из-за потоков воды, текущих по Марсу в теплое время года. А в прошлом году NASA объявило, что исследователям удалось обнаружить огромный резервуар со льдом, залегающий под скалистой поверхностью планеты.

Тем не менее, для первых путешественников на Марс ни один из этих источников воды не будет легко доступен, а может, вообще окажется закрытым ввиду того, что добывать эту воду будет слишком дорого. Зато будущие космонавты могут использовать устройство, специально разработанное учеными из Калифорнийского университета в Беркли.

Оно работает на солнечных батареях и использует специальный металлоорганический каркас (MOF) для “вытягивания” воды из воздуха в условиях влажности не ниже 20 процентов. Исследование о работе такого агрегата было опубликовано в прошлом месяце в журнале Science. Устройство собрало около трех литров воды из воздуха за 12 часов, используя килограмм спрессованных кристаллов металлоорганического каркаса. В них содержится магний и органические молекулы, благодаря которым получается жесткий, пористый материал, способный хранить жидкость.

«Если уровень относительной влажности на Марсе составляет около 20 процентов и выше, это устройство вполне может там работать», – говорит Омар Яги, один из изобретателей MOF.

MOF – не только полезное изобретение на Земле, но и незаменимый помощник на Марсе, где, несмотря на пустынные условия, относительная влажность ночью может достигать 80-100 процентов. Этого достаточно, чтобы добывать воду прямо из атмосферы.

Команда Яги уже работает над более дешевыми и эффективными версиями MOF для сорбции водяного пара.

«Это лишь вопрос времени, пока наша технология станет экономически конкурентоспособной. Это важный шаг для человечества, и я называю воду, которую можно получить при помощи нашего аппарата, «персонализированной водой».

Трехмерная цивилизация

Сегодня мы можем напечатать на 3D-принтерах практически все. Возможность воспроизводить инструменты и детали из подручных материалов поможет будущим колонистам Марса, которые, скорее всего, не смогут взять с собой много багажа.

Недавно группа из Северо-Западного университета продемонстрировала, как 3D-принтеры могут использовать в качестве материала марсианскую пыль – вернее, ее одобренную NASA копию. Исследователи под предводительством Рамиля Шаха показали, что такое процесс 3D-«покраски». Они создали на основе пыли чернила, благодаря которым напечатали целые строительные блоки. Материал этих блоков – прочный и гибкий, почти как резина. Его можно резать, сгибать, сворачивать, создавать из него кирпичики наподобие деталей Lego.

«В местах с ограниченными ресурсами людям нужно будет научиться использовать то, что доступно», – говорит Шах. – Наши 3D-чернила дают возможность печатать различные функциональные и структурные объекты для создания жилищ за пределами Земли».

Дом далеко от дома

У NASA есть собственное видение домов, в которых будут обитать люди на Красной планете. Это иглу. Технически, “ледяной дом на Марсе” представляет собой надувную конструкцию с оболочкой из водяного льда. Построить ее можно будет из материалов, извлеченных из недр планеты.

Преимущество конструкции заключается в том, что ее легко транспортировать. Почему лед? Вода – отличный защитный материал от радиации, а именно она – одна из самых больших опасностей, с которыми сталкиваются люди во время космических полетов. Длительное воздействие радиации может вызвать рак или лучевую болезнь.

Есть и альтернативный вариант: ученые предлагают поместить жилье, лаборатории и другие здания под поверхностью Марса. Однако в “ледяном доме” вид все-таки будет лучше.

«Все материалы, которые мы выбрали для “ледяного дома”, являются полупрозрачными: они пропускают свет, и вы ощущаете, что находитесь в доме, а не в пещере», – говорит Кевин Кемптон, глава исследовательской группы проекта.

По яблоку в день

Неясно, способствовал ли научно-фантастический блокбастер “Марсианин” повышению продаж картофеля по всему миру, однако исследователи действительно работают над созданием сложных конструкций, чтобы обеспечить будущих космонавтов свежими фруктами и овощами.

При сотрудничестве NASA, Университета Аризоны и частных инвесторов была создана замкнутая биорегенеративная система жизнеобеспечения (BLSS) – гидропонная камера роста, которая не нуждается в почве (или, простите, человеческих фекалиях) для того, чтобы там росла пища. Это устройство содержит воду, обогащенную питательными веществами, которая поддерживает корневую систему растений.

BLSS взаимовыгодна для людей и растений, так как первые при дыхании вырабатывают углекислый газ, который поглощается растительностью. Растения, в свою очередь, в процессе фотосинтеза производят необходимый нам кислород.

«Мы начали работать над проектом в 2004 году, спроектировали и построили камеру для выращивания продуктов на Южном полюсе в Антарктиде. Этот проект все еще функционирует там», – говорит Джин Джакомелли, директор Центра сельского хозяйства Университета Аризоны.

Главные испытания – впереди

Конечно, многое еще предстоит сделать, прежде чем астронавты смогут выращивать сочные красные яблоки на Красной планете. NASA и его коммерческие партнеры пока проектируют ракеты следующего поколения, которые будут выполнять тяжелые грузоперевозки и операции во время будущих миссий, а также работают над созданием модулей для обитания в космосе – они будут перевозить людей на Марс.

По-прежнему существуют серьезные препятствия – например, излучение. Исследователи, финансируемые Европейским космическим агентством, создали устройство, которое имитирует космическое излучение: они планируют изучать его угрозы для человеческой жизни и оборудования и способы нейтрализации этих угроз. Также ведутся активные исследования в области аэрокосмической медицины, способной помочь людям оставаться здоровыми в условиях космоса.

Существует и психологический аспект. Как подготовить людей к столь длительному пребыванию вдали от дома? Готовы ли они к многолетней борьбе за выживание в тяжелых условиях? Ученые планируют изучить поведение людей, зимующих в Антарктиде, чтобы ответить на эти вопросы.

В этом году отмечается 60-летняя годовщина начала космической эры человечества: в 1957 году Россия запустила первый искусственный спутник Земли. Если мы сможем попасть на Марс спустя менее чем столетие после этого исторического события, это будет означать, что новое будущее человеческой расы все-таки наступит. И начинается оно с сегодняшних инновационных технологий.

Источник: futurist.ru