В научно-фантастических фильмах и сериалах, таких как «Марсианин» или «Для всего человечества», Марс часто изображают как суровую, но в конечном счёте пригодную для жизни среду. Несмотря на все трудности, благодаря изобретательности и упорству человечество в этих историях покоряет Красную планету так же, как когда-то осваивало фронтиры Земли.
Реальность же выглядит совершенно иначе. Пребывание в открытой марсианской среде — это не просто опасно для человека, это мгновенная смерть. Хотя создать обитаемую среду на Марсе, возможно, и реально, эти убежища будут больше напоминать герметичные космические станции или подводные лодки, чем поселения первопроходцев.
Я поговорил с астрофизиком, чтобы понять, насколько сложно на самом деле было бы выжить (не говоря уже о процветании) на Марсе. Какими будут главные вызовы? Как будет выглядеть колония? И что научная фантастика упускает из виду, когда речь заходит о выживании на одном из наших ближайших космических соседей?
Миф первый: «Колонию можно построить прямо на поверхности»
Реальность: Большинство поселений, скорее всего, придется строить под землей
Многие фантастические произведения об освоении Солнечной системы включают в себя терраформирование планеты или создание устойчивых поселений на поверхности. Реальность такова, что терраформирование Марса было бы невероятно сложной задачей.
«Идея в том, чтобы попытаться изменить Марс так, чтобы люди могли выживать на нём снаружи (без скафандров), — объясняет астрофизик доктор Джеффри Беннетт, основатель Big Kid Science и автор книги "Масштабы Вселенной". — Для этого потребовалось бы найти способ увеличить давление его атмосферы почти в 200 раз, обеспечив при этом правильное соотношение кислорода для дыхания и углекислого газа (или других парниковых газов), чтобы температура стала достаточно тёплой для нашего выживания».
Скорее всего, на Марсе недостаточно углекислого газа, запертого в воде, почве или минералах, чтобы высвободить его и создать достаточно плотную атмосферу. Это означает, что максимум, чего можно достичь — атмосферное давление около 7–12% от земного, без парникового эффекта, который растопил бы лёд и создал водоёмы. Для выживания человеку необходимо давление как минимум около 50% от земного.
«Если это вообще возможно (среди учёных ведутся споры о том, так ли это), — говорит Беннетт, — на это, вероятно, потребуются как минимум столетия, а скорее всего, многие тысячи лет».
Кроме того, отсутствие атмосферы и глобального магнитного поля означает, что поверхность Марса подвергается воздействию экстремального уровня космической и солнечной радиации, в десятки раз превышающего земной.
Чтобы поселение было жизнеспособным, его, скорее всего, нужно будет заглубить под землю или разместить в лавовой трубке (подземном туннеле, образовавшемся при потоке лавы). Чтобы существовать на поверхности, любую конструкцию придётся защищать толстыми слоями марсианского грунта или материалами, подобными... (текст обрывается, в оригинале не закончен)
Миф второй: «Марс — это просто холодная пустыня, к которой можно адаптироваться»
Реальность: Марс убьёт вас за считанные минуты без скафандра
В фильме «Миссия на Марс», типичном голливудском изображении марсианского опыта, поверхность показана с приемлемыми температурой и давлением. Персонажей даже ненадолго оставляют на ней без каких-либо негативных последствий.
Настоящая планета гораздо более враждебна. Атмосфера Марса имеет лишь 1% плотности земной и состоит примерно на 95–96% из углекислого газа. Отсутствие давления и полное отсутствие кислорода означают, что один вдох убьёт вас мгновенно… на самом деле, из-за низкого давления вы даже не смогли бы сделать вдох.
«Вам понадобится кислород для вашего жилья и скафандров, — сказал Беннетт. — Воздух на Марсе — это в основном углекислый газ, что означает, что в принципе вы можете извлекать кислород из этого воздуха; небольшой эксперимент по этому поводу уже провёл марсоход Perseverance. Но масштабирование этого процесса для обеспечения группы людей или целой колонии станет серьёзной проблемой».
Кроме того, Марс не просто холодный — там невообразимо холодно. Средняя температура поверхности составляет -62°C, а в экстремальных ситуациях может быть значительно холоднее: ночью температура опускается ниже -87°C. Даже если бы вам удалось решить проблемы с давлением и кислородом, вы бы начали замерзать почти мгновенно. Гипотермия быстро лишит вас способности ясно мыслить и нарушит двигательные функции, что в конечном итоге приведёт к аритмии, потере сознания и остановке сердца.
Чтобы выжить на Марсе, вам нужен постоянный источник пригодного для дыхания воздуха и тепло, либо скафандр, достаточно тёплый для поддержания температуры тела на безопасном уровне. Это также означает, что вам потребуется огромное количество энергии для питания обогревателей и для генерации и очистки воздуха.
Миф третий: «Низкая гравитация безвредна и, возможно, даже полезна»
Реальность: Гравитация Марса может необратимо ослабить человеческое тело
Идея легко парить над марсианским ландшафтом — привлекательная фантазия. В таких фильмах, как «Джон Картер», герой прыгает по воздуху огромными дугами и обладает сверхчеловеческой силой только потому, что вырос в более сильной земной гравитации.
В реальности долгосрочное воздействие пониженной гравитации на человеческое тело было бы разрушительным. Исследования показывают, что астронавты, находящиеся в условиях пониженной гравитации в течение длительного времени, теряют примерно 1–1,5% плотности костной ткани в месяц.
Без мер противодействия, вероятно, возникнут и долгосрочные осложнения, такие как изменения сердечно-сосудистой системы, проблемы с равновесием и координацией. Чтобы избежать негативных последствий, нам понадобилась бы система искусственной гравитации (технология, которой пока не существует), а поселенцам пришлось бы интенсивно заниматься спортом, чтобы избежать потери мышечной и костной массы.
«Сила гравитации на Марсе составляет всего около 1/3 (точнее, около 38%) от земной, — объяснил доктор Беннетт. — Хотя в краткосрочной перспективе это, безусловно, пережить можно (некоторые астронавты проводили в невесомости на орбите Земли больше года), у нас нет данных о последствиях многолетней жизни в условиях пониженной гравитации».
Существует также вопрос о влиянии на будущие поколения, как отмечает Беннетт: «Мы не знаем, что будет с детьми, рождёнными в таких условиях. Будут ли они развиваться нормально? Смогут ли тела, развившиеся в условиях пониженной гравитации, когда-нибудь посетить Землю с её более высокой гравитацией? На эти вопросы пока нет ответов».
Миф четвёртый: «Выращивать еду на Марсе будет несложно»
Реальность: Марсианская почва токсична, и сельское хозяйство — это эксперимент
Марсианская почва изобилует перхлоратами — группой химических солей, производных от хлорной кислоты. Они похожи на поваренную соль, но гораздо более токсичны. На Земле их используют, например, для ракетного топлива, взрывчатки и фейерверков. Как вы можете догадаться, они чрезвычайно токсичны для человека, и любую почву перед использованием для выращивания сельскохозяйственных культур пришлось бы тщательно обрабатывать.
Даже в «Марсианине», одном из самых научно обоснованных научно-фантастических произведений, главный герой может успешно выращивать урожай только потому, что сюжет обходит стороной проблему перхлоратов в почве. Если бы удалось найти чистый реголит, его метод смешивания почвы с отходами жизнедеятельности и водой, вероятно, сработал бы, но сначала нужно было бы её очистить.
Кроме того, вам, скорее всего, понадобилось бы развитое гидропонное или аэропонное оборудование, а также возможность рециркуляции воды по замкнутому циклу. Для обезвреживания больших объёмов почвы потребовались бы специально сконструированные микробы или грибки. Настоящая марсианская ферма больше походила бы на биотехнологическую лабораторию, чем на открытые поля, с которыми мы обычно ассоциируем сельское хозяйство.
Миф пятый: «Самая большая проблема — это добраться туда»
Реальность: Психологическое выживание может оказаться не менее трудным, чем физическое
Миссия на Марс может длиться минимум два-три года в обе стороны и, вероятно, будет включать в себя экстремальную изоляцию и задержки связи, особенно для первых поселенцев. Управление нарушениями сна, стрессом от замкнутого пространства, перепадами настроения и когнитивными функциями — и всё это при ограниченном или полном отсутствии человеческого контакта — будет так же важно для выживания, как и удовлетворение физических потребностей.
Это тема, которую Беннетт затронул в своей книге «Масштабы Вселенной». В ней он написал:
«Несмотря на все эти трудности, кажется вероятным, что люди найдут способ успешно достичь Марса, возможно, даже в ближайшее десятилетие или два. Это подводит нас к вопросу, действительно ли мы "колонизируем" Марс. Довольно легко представить себе постоянную исследовательскую станцию, где астронавты отправляются на Марс на двухгодичные вахты. Но захочет ли кто-то жить там постоянно? Лично я сомневаюсь. Ты никогда не сможешь выйти наружу без скафандра, а радиационная опасность на поверхности, скорее всего, вынудит тебя жить под землёй. Хотя звучит это как захватывающее приключение — жить на совершенно новом мире, — я подозреваю, что, как только люди туда попадут, они быстро поймут, что предпочли бы вернуться домой».
Существует феномен, называемый «Земля вне поля зрения», который будет применим к миссии на Марс. Поселенцы будут наблюдать, как Земля сжимается до крошечной голубой точки, а затем полностью исчезает. Это приведёт к психологическим стрессам, таким как глубокое чувство оторванности, а также к осознанию того, что помощь не просто далеко, её нет в принципе. Если что-то пойдёт не так, никто не придёт на помощь.
Существует также уровень сенсорной бедности и крайней монотонности от пребывания в маленьком пространстве, повторения одних и тех же действий, употребления одной и той же безвкусной восстановленной еды, дыхания одним и тем же переработанным воздухом — всё время, каждый день, — что может привести к раздражительности, депрессии и снижению когнитивных способностей. Чтобы противодействовать этому эффекту, NASA экспериментировало с так называемыми «вегетарианскими стручками». Даже запах одного единственного настоящего помидора может оказать положительное влияние на психическое здоровье и помочь бороться с серой монотонностью жизни в космосе.
Способно ли человечество выжить на Марсе?
Да, технически человечество способно выстроить существование на Марсе. Но насколько бы сложным ни выглядело выживание в «Марсианине», даже этот роман/фильм позволяет себе серьёзные вольности с наукой, чтобы сделать его возможным, а реальное выживание потребовало бы огромных вливаний ресурсов с Земли.
Реальность такова, что выживание будет возможным только в высокотехнологичных инженерных сооружениях. Им потребуются непрерывно работающие системы жизнеобеспечения для подачи воздуха и поддержания пригодного для жизни климата, наряду с мощной радиационной защитой, замкнутыми циклами воды и пищи и надёжными источниками энергии для всего этого.
Вам также нужно было бы многократное дублирование как можно большего числа систем, потому что единственная поломка может иметь немедленные фатальные последствия. Реальность поселения на Марсе была бы не столько жизнью на Красной планете, сколько жизнью внутри убежища, созданного, чтобы не пускать Марс внутрь.
По словам доктора Беннетта: «Учитывая, что у нас уже есть мир с функционирующей экосистемой (Земля) и нам с трудом удаётся сохранять его в таком состоянии (например, глобальное потепление и другие виды ущерба экосистеме), кажется довольно самонадеянным думать, что у нас получится лучше, начиная с нуля на Марсе».
Возможно, самым большим парадоксом марсианской колонизации является то, что для создания самодостаточной колонии на Марсе потребуется такой уровень технологического совершенства и взаимосвязанности, который нам даже не нужен на Земле. Любой сбой в системе рециркуляции воды или выход из строя генератора кислорода будет означать не просто неудобство, а гибель всей колонии. Марс не прощает ошибок. В этом смысле он гораздо более хрупок и опасен, чем самая суровая пустыня Земли.
И если мы, как вид, однажды решимся на этот шаг, отправляться туда нужно не как завоеватели, а как смиренные гости, полностью осознающие, что этот мир никогда не станет для нас домом в привычном смысле слова. Он навсегда останется вызовом, который будет напоминать нам о том, насколько уникальна и драгоценна та голубая точка, которую мы покинули.
В нашем Telegram‑канале, вы найдёте новости о непознанном, НЛО, мистике, научных открытиях, неизвестных исторических фактах. Подписывайтесь, чтобы ничего не пропустить.
Поделитесь:
Оставьте Комментарий