Марсианское ралли: как человечество захватывает Красную планету

15.05.2018

Кто первым начнёт освоение Марса и что нас там ждёт

Вот уже несколько веков наша цивилизация буквально бредит Марсом. Литераторы ждут оттуда смертельно опасные боевые треножники и смело устраивают пролетарскую революцию, астрономы открывают и закрывают загадочные марсианские каналы, а инженеры кропотливо и неспешно готовят реальные средства доставки людей и оборудования на Красную планету. Что даст человечеству Марс и что мы принесём туда на своих планетолётах?

Для начала — немного о самом Марсе. Эта планета, пожалуй, лучше остальных подходит для заселения людьми. Температура на её поверхности колеблется от плюс 35 до минус 143 градусов по Цельсию, атмосферное давление в 160 раз меньше земного, а гравитация составляет всего треть от привычной для нас. Зато ни венерианских плюс 475 градусов по Цельсию, ни ветров скоростью 400 км в час, характерных для той же Венеры... По количеству солнечного света Марс несколько уступает Земле, но его всё же вполне достаточно для фотосинтеза. А продолжительность марсианских суток до странности близка к земной. Появление человечества на Марсе, таким образом, является только вопросом времени.

Возьмём Марс в хорошие руки

Самой известной программой колонизации Марса сегодня является детище Илона Маска — инженера, предпринимателя и миллиардера, а также гения рекламы. С помощью ракеты BFR (то есть Big Falcon Rocket — большой ракеты «Фалькон) Маск планирует основать на Марсе колонию, которая станет автономной и самоподдерживающейся чуть ли не в текущем столетии.

flickr.com/Official SpaceX Photos
flickr.com/Official SpaceX Photos

«Наша задача — отправить первую грузовую миссию на Марс в 2022 году. Задачами первой миссии будут подтверждение водных ресурсов и выявление опасностей наряду с созданием инфраструктуры начального производства, добычи полезных ископаемых и жизнеобеспечения. Вторая миссия, с грузом и экипажем, запланирована на 2024 год. Её целью будет строительство ракетного депо и подготовка экипажей к будущим полётам. Корабли первоначальных миссий будут служить основой нашей первой марсианской базы, на основании которой мы сможем построить процветающий город и, в конечном счёте, самоподдерживающуюся цивилизацию на Марсе», — обещает руководство принадлежащей Маску корпорации Space X на своём сайте.

Выступая весной этого года на конференции Q&A at South by Southwest, Маск остановился на своих планах немного подробнее. По его словам, первые краткосрочные рейсы Земля — Марс начнутся уже в следующем году. На следующем этапе на Красной планете возникнет обитаемая база, экипаж которой будет меняться раз в несколько месяцев или даже лет. И закончится всё появлением на Марсе города-миллионника, который в случае гибели человечества в ядерной войне позволит нашей цивилизации возродиться.

Илон Маск — далеко не единственный, кто собирается обосноваться на Марсе. Не меньший интерес соседняя с Землёй планета вызывает и у Китая. К 2020 году Поднебесная планирует отправить туда орбитальную станцию, спускаемый аппарат и марсоход, которые соберут данные об «окружающей среде, структуре поверхности и атмосфере», рассказал главный координатор марсианского проекта КНР Чжан Рунцяо (Zhang Rongqiao) на Пекинском международном форуме по исследованию Луны и глубокого космоса.

Аналогичные планы есть и у других стран. Например, Россия и Евросоюз в рамках совместного проекта ExoMars в том же 2020 году намерены отправить на Марс марсоход и спускаемый модуль. А Объединённые Арабские Эмираты назначили дату открытия собственного поселения на Марсе на 2117 год. Правда, сроки реализации последнего проекта заставляют вспомнить бессмертное изречение Ходжи Насреддина об осле и эмире.

— Современные технологии далеки от идеала, и тем не менее в какой-то степени мы готовы. У человечества уже есть опыт доставки человека на Луну и обратно. Серьёзным вызовом будет создание эффективной технологии жизнеобеспечения, но и тут есть успешный опыт эксплуатации МКС, хотя для колонизации потребуются гораздо более продвинутые и совершенные системы. Уже ясно, что у нас имеются средства для доставки и перемещения по Марсу и Луне. NASA проводило эксперимент-имитацию полёта на Марс... Но прежде чем организовывать полёты, конечно, необходимо отточить технологии, — считает научный сотрудник Государственного астрономического института им. П.К. Штернберга МГУ (ГАИШ МГУ) Антон Бирюков.

Неисчерпаемые кладовые

К скорейшему освоению Марса нас подталкивают сразу несколько причин. Причём если гениальный пиарщик Маск говорит лишь о «запасном варианте» для человечества, уничтожившего родную планету в огне ядерной войны, то другие проекты куда более прагматичны. Дело в том, что современная цивилизация активно использует невосполнимые природные ресурсы, которые в силу своей невосполнимости имеют свойство заканчиваться. А поскольку менять ключевые парадигмы собственного развития человечество не любит, ребром встаёт вопрос о том, где брать новые ресурсы.

При том условии, что человечество сможет выжить и закрепиться на Марсе, поиск полезных ископаемых там не составит большого труда. Уже сейчас геологическое строение Красной планеты в общих чертах можно себе представить. Дальнейшее изучение позволит уточнить и конкретизировать самые перспективные регионы для добычи ископаемых. Скорее всего, как и на Земле, это будут окрестности вулканов и лавовые поля. А с учётом того, что, например, марсианский вулканический массив Олимп в разы больше своих земных аналогов — диаметр 85 километров и высота 26 километров, то и всяких нужных руд и минералов там тоже будет немало.

Кадр из фильма «Миссия на Марс». «Каскад фильм»
Кадр из фильма «Миссия на Марс». «Каскад фильм»

Обширные вулканические ландшафты Марса по своим геологическим свойствам аналогичны тем, что земные геологи называют «крупными магматическими провинциями» (LIPs). Области, где лава обильно изливалась на поверхность планеты, известны в Сибири, Индии и западной части Северной Америки. К ним обычно приурочены богатые месторождения никеля, меди, титана, железа, платины, палладия и хрома.

Другим интересным типом месторождений станут ударные кратеры. Поскольку на Марсе они практически не перекрыты почвенным покровом и осадочным чехлом, добыча алмазов и других полезных минералов импактного происхождения там будет куда менее затратной, чем на Земле.

Некоторые исследователи говорят о том, что поверхность Марса буквально засыпана метеоритами. Если это предположение верно, то наряду с исконно марсианскими полезными ископаемыми в разработку пойдут и метеоритные поля, аккумулировавшие вещество из загадочного облака Оорта, расположенного за пределами орбит известных планет, примерно в одном световом годе от Солнца. И, наконец, со стационарной марсианской базы станет намного удобнее разрабатывать природные богатства пояса астероидов. Правда, для этого понадобятся специализированные космические корабли, но к тому времени их строительство, очевидно, станет вполне реальным.

— Открытие принципиально новых ископаемых в космосе маловероятно, — предупреждает Антон Бирюков. — Если говорить о Луне, Марсе и астероидах, то это твёрдые небесные тела, условно сходные по составу, находящиеся относительно рядом и появившиеся примерно в одно время. Принципиально новых ископаемых и химических элементов ждать не стоит. Более того, их химия в принципе одна. Вряд ли в космосе найдутся материалы за гранью фантастики, хотя принципиально новые виды топлива или более лёгкие, но в то же время прочные металлы найти теоретически возможно. Однако на практике, скорее всего, современная химия и металлургия достигнут гораздо больших успехов и быстрее.

Трудности роста

Однако на пути всех этих радужных планов непреодолимой стеной встаёт вопрос транспортировки и связанного с ней снижения рентабельности. Добыть немного руды на Марсе можно уже сейчас — современные технологии это вполне позволяют. Но необходимость доставки марсианской руды на Землю для переработки сделает металл из неё сверхдорогим. Несколько уменьшить стоимость небесных ископаемых удастся переработкой на месте, однако это потребует развития на Красной планете собственной энергетической отрасли. А поскольку ни кислорода, ни нефти с углём там совершенно точно нет, будущим марсианским горнякам остаётся уповать только на солнечную энергию (относительно бедную в сравнении с Землёй) и реакции ядерного распада. Для последних придётся разведывать на Марсе или астероидах урановые месторождения и разрабатывать обогатительные циклы сообразно местным условиям.

Global Look Press/ZUMAPRESS.com/JPL Caltech
Global Look Press/ZUMAPRESS.com/JPL Caltech

Дополнительные сложности марсианских шахтёров предсказуемо связаны с резко ограниченными запасами воды и кислорода, а также с необходимостью тщательной очистки отходов производства. Вряд ли отравить марсианскую среду обитания так же, как это делается сегодня на Земле, будет хорошей идеей. Следовательно, для полноценного промышленного развития человеческой цивилизации на Марсе ей придётся адаптировать основные технологические процессы к совершенно отличным от земных условиям.

— Колонизация ближайших планет потенциально возможна в пределах двух человеческих поколений, — резюмирует Антон Бирюков. — Есть дискуссия о том, стоит ли вообще заниматься такой колонизацией. Человеку хорошо и на своей планете. Люди существа хрупкие, они дороги в обслуживании и сложны в доставке. Почему бы, например, не использовать роботов? Споры, тем не менее, ведутся жаркие, и пока люди склоняются к персональной колонизации. Практичнее других вариантов выглядит последовательная колонизация Луны, и только затем — Марса. Обжить Луну, кстати, вполне имеет смысл, ведь там тоже имеются ископаемые, которые можно эффективно использовать, например, как топливо. Развитие подобных программ может стать большим шагом для человечества. Первичное освоение космоса подарило нам множество уже привычных технологий, колонизация планет может стать новым витком технологической эры.