Защитный колпак для Красной планеты

И на Марсе зацветут яблони?

Освоение Марса – давняя мечта человечества. Однако условия на этой ближайшей к Земле планете никак нельзя назвать дружественными для человека. Не так давно сразу две группы ученых предложили использовать для строительства марсианской колонии специальный аэрогель, который позволит создать там атмосферу, близкую к земной.

О грядущей колонизации космоса говорят уже как о деле решенном. Рано или поздно технологии непременно достигнут уровня, при котором возможность заселения других планет станет реальной. Это поможет решить проблемы, связанные с нехваткой земных ресурсов.

Скорее всего, в первую очередь речь пойдет о колонизации Марса как ближайшей к нам планеты. Мы не будем обсуждать перипетии, связанные с организацией марсианских экспедиций. Давайте лучше представим себе, что человечество уже добралось до поверхности Красной планеты. И что дальше?

Климат на Марсе, как и на Земле, носит сезонный характер. По сведениям НАСА, средняя температура здесь составляет около 210 °K (-63 °C), а скорость ветра – 2-7 м в секунду летом и 5-10 м в секунду в холодный период года. Также на планете бывают пылевые штормы со скоростью 17-30 м в секунду. В холодное время года на поверхности даже вне полярных шапок может возникать иней. Случаются и снегопады, но снежный покров не образуется: снежинки испаряются, не достигая поверхности. Сейчас там нет даже микроорганизмов, планета представляет собой сухую пустыню, выжженную радиацией…

Итак, прежде чем отправлять экспедиции на Красную планету, требуется решить множество вопросов, связанных с безопасностью колонистов. И прежде всего это проблема получения кислорода. 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.

Еще в 2014 году группа студентов из Университета Западной Австралии и один из кандидатов на участие в знаменитой 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.

Helena представляет собой технологию, которая позволит методом электролиза извлекать кислород из воды, которая в свою очередь станет добываться из марсианского грунта.

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».

Руководители миссии Mars One считают, что на заполнение Красной планеты генерированным земными устройствами воздухом уйдет 5-10 лет, а первая колония на Марсе в случае успеха с созданием благоприятной среды может появиться лет через 15-20.

А как быть со льдами? В прошлом году специалисты из Колорадского университета разработали инновационный строительный материал, в основе которого лежит целлюлоза. А получают ее из… пивного сусла. Как правило, после переработки это сырье отправляют на утилизацию. Поэтому его себестоимость является очень низкой.

Из целлюлозы вырабатывается особый материал с твердой структурой, заполненной крохотными пузырьками жидкости. Если заменить эту жидкость воздухом, получается специальный аэрогель, который сочетает в себе такие свойства, как легкость, прочность и высокая степень теплоизоляции. Из этого материала изготавливается твердый каркас, на 90% состоящий из внутренних пустот, которые заполняются углекислым газом.

Этим каркасом можно покрыть поверхность Красной планеты, что должно привести к возникновению парникового эффекта.

Поверхность Марса разогреется до 50 градусов выше нуля по Цельсию, и льды начнут таять. Таким образом, планета станет пригодной для жизни.

Однако один из идеологов проекта, космохимик и планетарный геолог Брюс Якоски, считает, что использование этой модели даст слабый эффект. «Благодаря роверам мы знаем, что на Марсе осталось слишком мало CO2, чтобы обеспечить значительное парниковое воздействие, – говорит он. – Кроме того, большая часть газа недоступна, так что ее не получится быстро мобилизовать в больших объемах».

Альтернативный вариант предложили исследователи из Гарварда во главе с Робином Вордсвортом. Суть идеи состоит в том, чтобы применять кремниевый аэрогель, который уже используется в целях теплоизоляции на всех современных марсоходах. Он обладает свойством пропускать свет и задерживать тепло. Можно покрывать им отдельные участки поверхности, создавая локальные области, в которых разместятся обитаемые зоны. При этом для их прогрева на 50 градусов потребуется слой вещества толщиной всего 2-3 см.

Все это было проверено экспериментальным путем. Участники исследования создали в лаборатории среду, имитирующую марсианскую поверхность. Выяснилось, что благодаря аэрогелю почва прогревается настолько, что вода продолжает оставаться жидкой в течение всего марсианского года, а все, что находится «под колпаком», защищено от мелкой пыли и радиационного воздействия. Сейчас, сообщил Ворд­сворт, встает вопрос о проведении «полевых» опытов в труднодоступных регионах земного шара.

Конечно, это очень оптимистичный сценарий. И на деле все может оказаться далеко не так радужно, как представляется в теории. Да и наличие кислорода, тепла и даже радиационной защиты еще не гарантирует благополучия будущих колонистов. Но, с другой стороны, к началу предполагаемой колонизации мы наверняка будем знать о Марсе больше, чем знаем сейчас, и сможем подстраховаться.

Ирина ШЛИОНСКАЯ