Как уже упоминалось, есть много интересных сходств между Землей и Марсом, которые делают последний жизнеспособным вариантом для колонизации. Для начала Марс и Земля обладают похожей длиной дня. Марсианский день (сол) длится 24 часа и 39 минут, а это означает, что растениям и животным, не говоря уж о колонистах со стороны людей, такой суточный цикл придется вполне по душе.

Марс также обладает наклоном оси, который очень похож на земной, что означает практически те же основные перемены времен года, к которым мы привыкли на Земле. В основном когда одно полушарие направлено на Солнце, оно испытывает лето, тогда как на другом царит зима - только температуры выше и дни дольше.

Это будет весьма на руку, когда дело дойдет до выращивания культур и обеспечения колонистов комфортными условиями и способом измерения течения года. Подобно фермерам на Земле, будущие марсиане будут переживать сезон роста урожая и сезон его сбора, а также иметь возможность проводить ежегодные торжества по случаю смены времен года.

Кроме того, как и на Земле, Марс расположен в пределах потенциально обитаемой зоны нашего Солнца (так называемой зоны Златовласки), хотя и смещен к ее внешнему краю. Венера тоже находится в этой зоне, но расположена ближе к внутреннему краю, что в сочетании с ее толстой атмосферой сделало ее самой горячей планетой Солнечной системы. Отсутствие кислотных дождей также делает Марс более привлекательным вариантом.

В дополнение к этому, Марс находится ближе к Земле, чем другие планеты Солнечной системы - кроме Венеры, но мы уже поняли, что она не подходит для первых колонистов. Это упростит процесс колонизации. На самом деле, каждые несколько лет, когда Земля и Марс находятся в оппозиции - то есть на минимальной дистанции, - открываются «окна запуска», идеальные для отправки колонистов.

К примеру, 8 апреля 2014 года Земля и Марс были на 92,4 миллиона километров друг от друга. 22 мая 2016 года они будут на расстоянии 75,3 миллиона километров, а к 27 июля 2018 года сойдутся на 57,6 миллиона километров. Запуск в нужный момент позволит сократить время полета с нескольких лет до месяцев.

Кроме того, Марс обладает изрядными запасами воды в форме льда. Большая его часть расположена в полярных регионах, но изучение марсианских метеоритов показало, что много воды может находиться под поверхностью планеты. Ее можно добывать и очищать в питьевых целях, причем довольно просто.

В своей книге The Case for Mars Роберт Зубрин также отмечает, что будущие колонисты могли бы жить за счет почвы, отправляясь на Марс, и в конечном счете колонизировали бы планеты на все сто. Вместо того чтобы возить все припасы с Земли - подобно жителям Международной космической станции, - будущие колонисты могли бы делать собственный воздух, воду и даже топливо, расщепляя марсианскую воду на кислород и водород.

Предварительные эксперименты показали, что марсианскую почву можно запечь в кирпичи, чтобы создать защитные сооружения, и это сократило бы количество материалов, которые необходимо отправлять с поверхности Земли. Земные растения также могут расти в марсианской почве, если получают достаточно света и углекислого газа. Со временем высадка растений в местной почве может помочь создать пригодную для дыхания атмосферу.

Проблемы колонизации Марса

Несмотря на вышеупомянутые выгоды, есть несколько довольно серьезных проблем в колонизации Красной планеты. Для начала есть вопрос о средней температуре поверхности, которая довольно негостеприимна. Хотя температуры вокруг экватора в полдень могут достигать мягких 20 градусов по Цельсию, на месте высадки «Кьюриосити» - в кратере Гейла, который близок к экватору - обычные ночные температуры опускаются до -70 градусов.

Гравитация на Марсе составляет около 40% земной, приспособиться к ней будет довольно трудно. Согласно отчету NASA, последствия влияния микрогравитации на тело человека довольно глубоки, ежемесячные потери мышечной массы доходят до 5%, а плотности костей - до 1%.

На поверхности Марса эти потери будут ниже, поскольку там есть некоторая гравитация. Но постоянные поселенцы будут сталкиваться с проблемами дегенерации мышц и остеопороза в долгосрочной перспективе.

Также есть вопрос атмосферы, которая непригодна для дыхания. Порядка 95% атмосферы планеты составляет углекислый газ, а это значит, что в дополнение к производству пригодного для дыхания воздуха для колонистов, они также не смогут выходить наружу без сдавливающих скафандров и кислородных баллонов.

Марс также не имеет глобального магнитного поля, сравнимого с геомагнитным полем Земли. В сочетании с тонкой атмосферой это означает, что поверхности Марса может достигать значительное количество ионизирующего излучения.

Благодаря измерениям, сделанным космическим кораблем Mars Odyssey (инструмент MARIE), ученые выяснили, что уровень радиации на орбите Марса в 2,5 раза выше, чем на Международной космической станции. На поверхности этот уровень должен быть ниже, но все равно остается слишком высоким для будущих поселенцев.

В одной из последних работ, представленных группой ученых MIT, анализирующих план Mars One по колонизации планеты, которая начнет в 2020 году, подсчитано, что первый астронавт задохнется уже через 68 дней, в то время как остальные умрут от голода, обезвоживания или выгорания в богатой кислородом атмосфере.


Короче говоря, проблемы создания постоянного поселения на Марсе остаются многочисленными, но вполне преодолимыми.

Терраформирование Марса

Со временем многие или все трудности жизни на Марсе могут быть преодолены путем применения геоинженерии (терраформирования). Используя организмы вроде цианобактерий и фитопланктона, колонисты могли бы постепенно преобразовать большую часть углекислого газа в атмосфере в пригодный для дыхания кислород.

В дополнение к этому предполагается, что значительное количество диоксида углерода (CO2) содержится в форме сухого льда на южном полюсе Марса, а также поглощено реголитом (почвой). Если температура на планете поднимается, этот лед сублимирует в газ и повысит атмосферное давление. Хотя атмосфера после этого не станет более дружелюбной для легких человека, это решит проблему необходимости сдавливающих костюмов.

Возможный способ осуществить это - намеренно создать парниковый эффект на планете. Это можно сделать путем импорта аммиачного льда из атмосфер других планет в нашей Солнечной системе. Поскольку аммиак (NH3) представлен в основном азотом по весу, он также поставить буферный газ, необходимый для пригодной для дыхания атмосферы - как здесь, на Земле.

Точно так же можно было бы вызвать парниковый эффект за счет импорта углеводородов вроде метана - его много в атмосфере Титана и на его поверхности. Метан можно было бы выпустить в атмосферу, где он выступит в качестве компонента парникового эффекта.

Зубрин и Крис Маккей, астробиолог Исследовательского центра Эймса при NASA, также предложили создать заводы на поверхности планеты, которые накачивали бы парниковые газы в атмосферу, тем самым вызвав глобальное потепление (с помощью такого же процессы мы портим атмосферу нашей родной Земли).

Существуют и другие возможности, начиная с орбитальных зеркал, нагревающих поверхность, до намеренной бомбардировки поверхности кометами. Независимо от метода, все существующие варианты по терраформированию Марса могут сделать планету пригодной для человека только в долгосрочной перспективе.


Другое предложение заключается в создании подземных жилищ. Построив ряд туннелей, соединяющих подземные места обитания, колонисты могли бы отказаться от необходимости носить кислородные баллоны и сдавливающие скафандры, находясь вдали от дома.

Также это обеспечило бы некоторой защитой от радиации. Данные, полученные Mars Recknnaissance Orbiter, показывают, что такие подземные жилища уже существуют, а значит, их можно использовать.

Предлагаемые миссии

NASA предлагает осуществить пилотируемую миссию на Марс - которая состоится в 2030-х годах с использованием многоцелевого транспортного средства «Орион» и ракеты SLS - но это не единственное предложение по отправке людей на Красную планету. В дополнение к другим федеральным космическим агентствам, существуют планы по освоению у частных корпораций и некоммерческих организаций, некоторые из которых довольно амбициозны и преследуют не только ознакомительные цели.

Давно планирует отправить людей на Марс, только вот строить нужный транспорт так пока и не начало. Российское федеральное космическое агентство Роскосмос планирует пилотируемую миссию на Мар,с и в запасе есть проведенные испытания модели «Марс-500» еще в 2011 году, в ходе которых в течение 500 дней имитировались летные условия полета на Марс. Впрочем, ЕКА тоже принимало участие в этом эксперименте.

В 2012 году группа голландских предпринимателей раскрыла планы на краудфандинговую компанию по созданию марсианской базы, которое начнется в 2023 году. План MarsOne предусматривает серию односторонних миссий с целью создания постоянной и расширяющейся колонии на Марсе, которые будут финансироваться при помощи сбора средств через СМИ.

Другие детали плана MarsOne включают отправку телекоммуникационного орбитального аппарата к 2018 году, марсохода к 2020 году и компонентов базы вместе с колонистами к 2023 году. База будет оснащена 3000 квадратных метров солнечных панелей, а оборудование будет доставлено с помощью ракеты SpaceX Falcon 9 Heavy. Первая команда из четырех астронавтов должна будет приземлиться на Марс в 2025 году; после этого, через каждые два года будет прибывать новая группа.

2 декабря 2014 года директор по продвинутым системам человеческого исследования и операционным миссиям NASA Джейсон Крусан и зампомощника администратора по программам Джеймс Рейтнер анонсировали предварительную поддержку инициативе Boeing под названием Affordable Mars Mission Design (проект доступной миссии на Марс). Запланированная на 2030-е годы, миссия включает планы по созданию радиационной защиты, искусственной гравитации с помощью центрифуги, повторной поддержки расходными материалами и аппарата для возвращения.


CEO SpaceX и Tesla Элон Маск также объявил о планах по созданию колонии на Марсе с населением 80 000 человек. Неотъемлемой частью этого плана является разработка Mars Colonial Transporter (MCR), системы космических полетов, которая будет полагаться на ракеты повторного использования, пусковые аппараты и космические капсулы для транспортировки людей на Марс и возвращения на Землю.

В 2014 году SpaceX начала разработку большого ракетного двигателя Raptor для MCT, однако MCT не начнет работу до середины 2020-х. В январе 2015 года Маск заявил, что надеется представить детали «совершенно новой архитектуры» системы марсианского транспорта в конце 2015 года.

Настанет день, когда спустя поколения терраформирования и многочисленные волны колонистов Марс заполучит жизнеспособную экономику. Возможно, на Красной планете будут добываться минералы, их можно будет отсылать на Землю для продажи. Запуск драгоценных металлов вроде платины будет относительно недорогим, благодаря низкой силе тяжести на планете.

Однако Маск считает, что наиболее вероятный сценарий (для обозримого будущего) включает экономику недвижимости. По мере того как население Земли будет расти, будет расти желание убраться отсюда подальше, а также инвестировать в недвижимость Марса. И как только система транспорта будет налажена и отработана, инвесторы будут рады начать строительство на новых землях.

Однажды на Марсе заведутся настоящие марсиане - и это будем мы.

Бесконечность Вселенной всегда волновала ученых и путешественников. Колонизация планет – это один из самых интересных вариантов прогрессивного развития общества. Речь идет не только об организации запасного плацдарма для человечества. Инициаторы таких проектов также рассчитывают получить коммерческую и политическую выгоду.

Зачем человечеству колонизировать Марс

Постепенное переселение людей на неизведанные до сих пор пространства должно послужить на благо человечества. Разработка месторождений ценных металлов окупит затраты на преодоление сверхдальних дистанций и выживание вне привычного окружения. Освоение Марса станет доказательством нашей способности автономно существовать вне родной цивилизации.

Почему именно Марс

Наличие атмосферы, ледников, геологическая структура делают возможным – рукотворное приближение среды обитания к земной. Колонизация Марса выглядит более реалистичной, чем попытки завоевания безжизненной Луны или раскаленной Венеры с ее кислотными дождями. Длительность суток там чуть больше 24 часов. Год продолжается 687 дней, но сезоны сменяются привычным для землян образом. Это поможет переселенцам приспособиться к новому месту обитания и включиться в природный цикл.

Список целей колонизации Марса

Из-за сложности жизнеобеспечения стационарные базы более эффективны, чем заброска отдельных отрядов. В некоторых ситуациях их существование просто неоценимо:

• В случае глобальной катастрофы на Земле мы выживем как вид, сохранив культурный потенциал.
• Растущие населенные пункты будут способствовать решению демографической проблемы.
• Строительство и добыча полезных ископаемых в агрессивной среде дадут толчок к формированию новых технологий.
• Появится база для научных исследований, полигон для экспериментов, опасных для нашей биосферы.
• Освоенные территории станут стартовой площадкой для дальних экспедиций.

Для достижения общей цели сильнейшие государства и коммерческие структуры объединят свои усилия. Сформируются принципиально новые общественные отношения.

Проблемы колонизации Марса

Важные и сложные задачи – это транспортировка живых организмов и материалов, обеспечение питанием, защита от радиации. Вопросов много, но не все пока решены. Поэтому лишь немногие оптимисты уверены, что скорое появление внеземных городов вообще возможно.

Доставка людей на Марс

Первый вопрос, который нужно будет решить при заселении, это как доставить первых жителей на место. При современном уровне техники полет на Марс займет около 8 месяцев. Удобный для старта момент появляется раз в два года, когда расстояние между небесными телами минимально. А значит, в случае нештатной ситуации первопроходцы не смогут получить быструю помощь.
Обшивка корабля задерживает только 5% космических лучей. Во время полета члены экспедиции получат потенциально опасные дозы облучения. Остается надеяться, что когда люди отправятся на Марс, уже будет придумана безопасная защита корпуса.

Суровые условия планеты

Жителям колонии будет противостоять суровый холодный и сухой климат. Средняя составляет -55°С и резко колеблется в течение дня. Кроме того:

• Сила тяжести составляет всего 1,8g, что приводит к атрофии мышц и остеопорозу.
• имеет низкую плотность и на 95% состоит из углекислого газа.
• Магнитное поле почти отсутствует, как результат – сильная ионизирующая радиация.
• Атмосферное давление менее 1% требуемого для жизни, что делает нереальным существование без скафандра.
• Дополнительную опасность представляет постоянная угроза падения метеоритов.

Но это не значит, что препятствия непреодолимы. Хотя неизвестно, как будет проходить адаптация организма к длительному пребыванию в столь жесткой среде.

С чего начать – основные задачи

На предварительном этапе подготовки к колонизации Марса необходимо подробное изучение ландшафта и имеющихся ресурсов. От этого зависит определение конкретных пунктов высадки, выбор снаряжения и технологий.

Возможные места основания колонии

Вероятно, освоение далекого мира начнется из-под его поверхности. По имеющимся данным, там есть глубокие пещеры, которые смогут защитить от опасного излучения. Если удастся соединить их туннелями и герметизировать, это избавит от необходимости пользоваться кислородными баллонами.
Оборудовать поселения лучше вблизи экватора, где температура воздуха самая высокая, например, в долине Маринера. Максимальное давление воздуха отмечено на дне впадины Эллада. Есть идея сооружать убежища в кратерах, которые изнутри покрыты слоем льда, а значит, под рукой будет источник влаги.

Жилье колонистов

В начале колонизации Марса постройки можно будет экранировать местным грунтом – реголитом. Позднее материалом для стен и препятствием для радиации станет толстый слой произведенного там же керамического кирпича.
Недавно ученые обнаружили на красной планете лавовые трубки большого диаметра. Они возникают под поверхностью после извержения вулканов и тянутся на сотни метров. Такая подземная система может стать основой для создания целого марсианского города.

Источники энергии

Становление промышленной цивилизации трудно представить без энергетических ресурсов. На солнечные лучи нельзя рассчитывать из-за пыльных бурь, которые продолжаются месяцами. Надежды возлагаются на ядерную энергетику. Месторождения урана и лития, а также высокое содержание дейтерия во льду сделают рентабельным энергоснабжение от ядерных реакторов.

Производство кислорода

Атмосфера и грунт насыщены углекислым газом, запасы которого в виде сухого льда есть также на южном полюсе. Прямым разложением СО2 можно будет синтезировать необходимый для дыхания кислород. Для этого поселенцы привезут с собой фотосинтезирующие растения: сине-зеленые водоросли и планктон. Есть и , например, применение низкотемпературной плазмы.

Добыча воды

Запасы воды, по информации с зондов, достаточно велики. На холодных полюсах сформировались ледники, а в глубине недр специалисты надеются найти подземные реки. Сканирование зондов показало, что под поверхностью южной полярной шапкой на глубине 1,5 километров есть шириной в 20 км. Сама почва содержит до 6% влаги на глубине около метра. Все говорит о том, что на Марсе есть вода, но не в жидком виде, а в виде льда. Причина, по которой мы не видим ее на поверхности в том, что из-за низкого давления на поверхности вода сразу испаряется. Но есть хорошие шансы все же извлечь лед и очистить до питьевого качества. Топление льда в специальных печать станет основным способом добычи воды колонистами.

Постройки ферм

Для пополнения запасов еды планируется строительство комплексов, по функциям сходных с земными фермами. Как вариант защиты от вредного излучения, теплицы будут скрыты под верхним слоем грунта.

Теоретически в местной почве можно выращивать растения. Но скорее всего, она окажется либо слишком кислой, либо сильнощелочной, поэтому потребуется серьезная предварительная обработка. При налаженном водоснабжении овощи и травы можно будет культивировать с помощью гидропоники.

Связь с Землей

Новоявленные марсиане не будут полностью оторваны от остального человеческого общества. Обмен информацией () технически осуществим, но будет происходить с задержкой от 5 до 45 минут. Для этого на орбиту вокруг Солнца запустят спутник-ретранслятор. Позднее количество орбитальных спутников позволит даже подключить поселенцев к глобальной интернет-сети.

Предложенные планы колонизации

Разнообразные проекты колонизации Марса активно обсуждаются в академических и деловых кругах. В наиболее реалистичных из них точно указывается время, когда люди уже будут жить на Марсе. Но на практике эти даты постоянно сдвигаются, как бы хорошо ни были продуманы стратегии колонизации.

План Mars One

Группа предпринимателей из Нидерландов объявила о начале создания обитаемой базы. Компенсировать расходы голландцы собираются за счет телетрансляций, освещающих процесс подготовки и все дальнейшие события. В 2024 году планируется запустить на орбиту спутник связи, а вслед за ним автоматический марсоход и грузовые корабли. В 2031 году произойдет отправка экипажа из 4 человек, но только в одном направлении, у них технически не будет шансов вернуться обратно. Затем количество первопроходцев будет возрастать.

План Илона Маска

По версии компании SpaceX во главе с Илоном Маском первая сотня колонистов появится на Марсе уже в 2022 году.

SpaceX разрабатывает многоразовые ракетные двигатели для перевозки товаров и людей в обоих направлениях. Межпланетная транспортная система обеспечит жизнедеятельность сложившейся колонии. Как бизнесмен, Илон Маск надеется на прибыль от продажи редких металлов и драгоценных камней, торговли недвижимостью и результатов уникальных экспериментов.

План NASA

В 2017 году агентство NASA опубликовало доклад о поддержке программы дальних пилотируемых полетов. В ней предусмотрены подробные исследования на МКС, в том числе изучение влияния долгого пребывания в космосе на живых существ. Затем на околоземной орбите будет смонтирована межпланетная станция. Последняя фаза будет включать непосредственно строительство сооружений и наладку коммуникации через спутник. Осуществление миссии запланировано на 2030-е годы.

У концепции переселения в чужие миры есть и противники. По их мнению, ничего особо ценного там пока не обнаружено, а свободных территорий хватает и на Земле. Многие опасаются непредсказуемых последствий встречи с неизвестными формами жизни. Но, несмотря на это, появляется все больше желающих отправиться в неизведанное и оставить след в истории.

Муниципальное казенное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа №3

с углубленным изучением отдельных предметов»

Номинация"Человек и космос"

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ

РАБОТА НА ТЕМУ:

«Колонизация Марса»

Выполнил

ученик 9 А класса

Кабаченко Федор.

Руководитель

Булыщенко Е. В.

2014 год

Аннотация

Введение.

Глава 2. Полет на Марс и начало колонизации.

Глава 3. Колонизация Марса.

Вывод.

Заключение.

Литература и интернет-ресурсы.

Аннотация

Выход человека в космос - важный поворот в истории развития человеческого общества. Он расширяет сферу разума, сферу взаимодействия природы и общества. Несомненно, что в будущем человек еще больше освоит космическое пространство, включая все небесные тела Солнечной системы. Сбудется предсказание великого К. Э. Циолковского - космос принесет людям "горы хлеба и бездну могущества».

Космические исследования относятся к одному из основных направлений научно-технической революции. Рассмотрение этого направления в эколого-экономическом аспекте представляет определенный интерес для специалистов, разрабатывающих международные программы сотрудничества в области экологии, науки и техники. Развитие космонавтики уже сегодня позволяет нам отрываться не только мыслями, но и телом от Земли и лететь к ближайшим планетам. На Луне уже оставлены следы человеком, впереди – Марс! На сегодняшний день Марс является наиболее привлекательным объектом для потенциальной колонизации. Стоит начать с того, что это ближайшая планета к Земле (не считая Венеры), полет к которой займет всего 9 месяцев. Кроме того, несмотря на то, что человек не может находиться на поверхности Марса без защитного снаряжения, условия планеты очень похожи на земные.

В своей работе я использовал литературные источники (Уиппл Ф. «Земля, Луна и Планеты», Куликовский П. Г. «Справочник любителя астрономии»,«Освоение космического пространства в СССР» В.Л. Барсуков 1982 г.) ,а также ресурсы интернета ()

Введение.

Меня всегда интересовало всё, что связано с астрономией и космонавтикой. Мечтал и о полёте к звёздам и о собственном телескопе. Но не сразу начал глубоко задумываться о серьёзных вопросах устройства мира, его эволюции, о нашем месте в этом мире, о нашей роли...
Космос с греческого - «мир». В современной науке: Космос - относительно пустые участки Вселенной, которые лежат вне границ атмосфер небесных тел. Хотя часто понимается также само пространство с находящимися в нём небесными телами – звёздами, планетами, облаками вещества.
В философии космос - мир в целом, миропорядок, упорядоченная Вселенная в противоположность хаосу.
Вселенная - строго не определяемое понятие астрономии и философии. Оно делится на две принципиально отличающиеся сущности: умозрительную (философскую) и материальную, доступную наблюдениям в настоящее время или в обозримом будущем. Если автор различает эти сущности, то следуя традиции, первую называют Вселенной, а вторую - астрономической Вселенной, или Метагалактикой (в последнее время этот термин практически вышел из употребления).
Человеку, с его узкими масштабами существования и перемещения на Земле, не всегда удаётся легко и правильно оценивать масштабы космоса. По сегодняшний день он является бесконечным для нас, т.к. мы не видим его края. Но правильно ли будет решить, что космос абсолютно бесконечен в этот миг? Я думаю нет, т.к. открывающиеся новые горизонты видимой Вселенной и новые горизонты знаний могут установить поправку в наши знания о бесконечности Мира в котором мы находимся.
Несомненно, важно каждому хотя бы иногда задумываться об этих вопросах и понятиях. Но мне куда интереснее изучать реально наблюдаемые объекты, находящиеся близко и далёко в космическом пространстве. Метеориты, астероиды, кометы, планеты, звёзды, галактики, скопления галактик… А сколько явлений с ними происходящих, сколько удивительных событий происходит каждый миг вокруг нас.
Лишь недавно к нам пришло понимание, что мы, люди, состоим из тех же атомов и молекул, что и звёзды и планеты, разница лишь в концентрациях и упорядочивании. Мы есть часть космоса, его продукт. Материя наших организмов будет ещё долго участвовать в кипящем котле космических событий и превращений, даже после нашей смерти.
Развитие космонавтики уже сегодня позволяет нам отрываться не только мыслями, но и телом от Земли и лететь к ближайшим планетам. На Луне уже оставлены следы человеком, впереди – Марс! Свою работу я решил посвятить теме освоения Марса, т.к считаю данный вопрос весьма актуальным, новым и перспективным.

Цель работы: на основе изученной литературы проанализировать условия способа использования космического пространства, как ресурса окружающей среды.

Задачи:

Познакомиться с историей развития космонавтики;

Колонизация Марса;

Полет на Марс и начало колонизации;

Методы исследования : поисковый, изучение и анализ научно-популярной литературы по данному вопросу, обобщение.

Глава 1. Знакомство с историей выхода человека в космос.

С давних времён люди мечтали полететь в неизвестный им космос. С этой целью, век за веком многие учёные и не только, мечтали совершить полёт в космическое пространство.

Много веков прошло с тех пор, когда был изобретен порох и создана первая ракета, применявшаяся главным образом для увеселительных фейерверков в дни больших торжеств.

Великая честь открыть людям дорогу к другим мирам выпала на долю нашего соотечественника К. Э. Циолковского.

В 1911 году Циолковский произнес свои вещие слова: “Человечество не останется вечно на Земле, но, в погоне за светом и пространством, с начала робко проникнуть за пределы атмосферы, а затем завоюет себе все около земное пространство”.

И только в середине двадцатого века наступила эра космонавтики, начавшаяся с запуска на орбиту первого искусственного спутника. Это был только первый шаг. После этого космонавтика начала развиваться быстрыми темпами, в результате чего всего через несколько лет в космос были отправлены уже первые живые существа – собаки Белка и Стрелка.

12 апреля 1961 года в космос отправился первый человек. Это был наш соотечественник – Юрий Алексеевич Гагарин. Весь мир запомнил его слова, произнесённые им перед полётом: “Поехали”! Гагаринский полёт перевернул весь мир, дал надежду людям на будущее. Гагарин и его последователи в течение сравнительно короткого периода времени превратили космическое пространство в обычное рабочее место. Начали создаваться новые космические корабли, к планетам солнечной системы стартовали автоматические аппараты, на орбиту выводились космические станции, человек вышел в открытый космос и побывал на Луне.

Таким образом, в 1958-1960 годы первая серия советских АМС осуществляла перелет до Луны и фотографирование обратной стороны. В 1962-1968 годах отрабатывались выполнение мягкой посадки и обращение вокруг орбиты Луны. В 1969-1976 годах на Луну доставлялись луноходы и научное оборудование, а также были взяты пробы грунта. В рамках этой программы было запущено 42 космических аппарата, из которых 15 выполнили возложенные на них задачи.

Аналогичная серия исследований прошла в США, которые запустили 33 космических аппарата. Американцы вырвались вперед за счет программы «Apollo», предусматривающей подготовку высадки астронавтов на Луну. В 1961-1972 годах по ней было выполнено 27 полетов, а в 1969-1972 годах было проведено 7 экспедиций. Во время этих полетов экипажи экспедиций проработали на около 300 часов, в том числе на поверхности Луны 80 часов и собрала 400 кг образцов лунного грунта.

К 1998 году по советской и американской программе было выполнено 62 и 64 запуска, в том числе 33 и 47 успешных. Один спутник к Луне был запущен Японией. Всего исследование Луны потребовало 127 запусков.

Исследование Марса началось с неудачного запуска советского аппарата «Марс 1960А» в октябре 1960 года. Было еще несколько запусков, один из которых во время Карибского кризиса чуть было не стал причиной начала глобальной ядерной войны. Первого успеха в исследовании Марса добились американцы 14 июля 1965 года, когда аппарат «Mariner-4» прошел в 9846 км от поверхности Марса и передал первые изображения поверхности планеты.

До 2003 года в исследовании Марса было выполнено запусков:

СССР – 18 (в том числе 3 выполнили программу)

США – 15 (10)

Япония – 1 (1)

ЕС – 1 (1)

Всего было сделано 35 запусков, в том числе 15 удачных.

Аппаратов за пределы Солнечной системы запущено немного. Первые из них - американские АМС «Пионер-10» и «Пионер-11», предназначенные для изучения пояса астероидов и Юпитера, запущенные в 1972 и 1973 годах. Они выполнили свою программу, и вышли за пределы системы. АМС «Пионер-10» был отключен 31 марта 1997 года, когда исчерпались запасы энергии, и продолжает свой полет уже безжизненным телом. В 2003 году таких дальних АМС было пять: «Пионер-10», «Пионер-11», «Вояджер-1», «Вояджер-2», «Галилео», «Кассини» (США) и «Улисс» (ЕС).

Теперь положение изменилось. «Галилео» 21 сентября 2003 года разрушился в атмосфере Юпитера. «Вояджер-1» с рабочими радиоизотопными термогенераторами и оборудованием, обогнал «Пионер-10» и стал самым дальним земным зондом в космосе. Его создатели полагают, что АМС будет работать еще около 15 лет.

Нельзя не упомянуть о такой важной сфере космических исследований, как запуски автоматических обсерваторий. Первые орбитальные обсерватории были запущены в 1962 и 1966 годах. В 1966-1968 годах НАСА запустило две обсерватории ОАО-1 и ОАО-2 (Orbiting Astronomical Observatory). После этого началась долгая эпопея создания орбитального телескопа-рефлектора «Хаббл», который отправился в полет 24 апреля 1990 года. За 15 лет работы уникальный телескоп получил 700 тысяч изображений 22 тысяч небесных объектов. Было запущено четыре крупных обсерватории: «Хаббл», «Комптон» (снят с орбиты), «Чандра», «Спитцер». На смену «Хабблу» в 2013 году будет запущен телескоп «Джеймс Вебб».

Были хорошие результаты и у СССР. В 1975 году был создан Орбитальный солнечный телескоп (ОСТ-1) и с 1983 по 1989 годы работал автоматический телескоп на станции «Астрон».

По мере совершенствования техники АМС, сфера исследования дальнего космоса и даже межзвездного пространства будет только увеличиваться.

Вывод: исследование Луны, планет и дальнего космоса показали двойственный результат. С одной стороны, это грандиозный прорыв науки, эпохальные достижения в изучении Солнечной системы и получение колоссального объема знаний. С научной точки зрения программа исследования дальнего космоса увенчалась полным успехом и создала многообещающий задел на будущее.

Глава 2.

На сегодняшний день Марс является наиболее привлекательным объектом для потенциальной колонизации. Стоит начать с того, что это ближайшая планета к Земле (не считая Венеры), полет к которой займет всего 9 месяцев. Кроме того, несмотря на то, что человек не может находиться на поверхности Марса без защитного снаряжения, условия планеты очень похожи на земные.
Во-первых, площадь поверхности Марса практически равна площади суши на Земле. Во-вторых, марсианские сутки схожи с земными и длятся 24 часа 39 минут и 35 секунд. Кроме того, Марс и Земля имеют почти одинаковые наклон оси к плоскости эклиптики, следствие чего на Марсе тоже происходит смена времен года. Главным фактором в возможности потенциальной колонизации планеты является наличие на Марсе атмосферы, хоть и не очень плотной, что гарантирует некоторую защиту от радиации, а также облегчает посадку космического корабля. Также в результате недавних исследований было подтверждено наличие воды на планете, что дает ученым повод утверждать о вероятности возникновения и поддержания жизни. Плюс к этому, стоит отметить тот факт, что марсианский грунт по своим параметрам очень напоминает земной,
Поэтому учеными теоретически рассматривается возможность выращивания на поверхности планеты растений.
Однако стоит отметить факторы, которые способны сильно затруднить колонизацию красной планеты. Во-первых, это сила тяжести, которая более чем в два с половиной раза меньше земной. Во-вторых, это низкая температура (максимально воздух прогревается на экваторе до +30 градусов по Цельсию, при этом зимой на полюсах температура может опускаться до -123 градусов). При этом для планеты характерны большие годовые колебания температуры. Магнитное поле планеты приблизительно в 800 раз слабее, чем на Земле. Что касается атмосферного давления, то на Марсе оно слишком мало, чтобы колонисты смогли находиться на поверхности без специального костюма.
Атмосфера Марса на 95 процентов состоит из углекислого газа, поэтому на начальных этапах терраформирования планеты требуется растительность, с помощью которой можно бы было увеличить содержание кислорода. Кстати давление углекислого газа может оказаться достаточным для поддержания жизни растительности на планете без дополнительного терраформирования.
Тем не менее для успешной колонизации планеты без предварительного терраформирования не обойтись. Во-первых, необходимо достичь на Марсе атмосферного давления, при котором стало бы возможным существование воды в жидком виде. Во-вторых, необходимо создать озоновый слой, который бы защищал поверхность от излучения. Плюс к этому, нужно повысить температуру на экваторе до минимум +10 градусов.
При удачном террафомировании наиболее благоприятными местами для создания колоний станут низменности в экваториальной зоне. Среди подобных мест ученые отмечают в первую очередь впадину Эллада (наивысшее давление на планете), а также долину Маринера (наибольшие минимальные температуры).
План колонизации Марса привлекает человечество в первую очередь из-за большого запаса различных полезных ископаемых на планете: меди, железа, вольфрама, рения, урана и других. Сама добыча этих элементов может проходить гораздо плодотворнее, чем на Земле, так как, например, благодаря отсутствию биосферы и высокому фону излучения можно широкомасштабно применять термоядерные заряды для вскрытия рудных тел.
Несмотря на то, что условия на Марсе максимально приближены к земным, колонизация красное планеты требует предварительного этапа по терраформированию. Тем не менее, план по террафомированию Марса, по мнению многих ученых, является потенциально осуществимым в относительно ближайшем будущем, так как многие факторы способствуют зарождению жизни именно здесь.
Во-первых, стоит отметить большой запас кислорода на Марсе, в основном в соединении углекислого газа в полярных шапках, а также в соединении Н2О2 (реголиты). При нагревании реголитов выделяет кислород, которым можно дышать, а при нагреве углекислого газа он переходит в газообразную форму и потом может быть использован для фотосинтеза. Кроме того, углекислый газ в форме газа будет создавать парниковый эффект и повышать температуру. Для выделения углекислого газа и создания парникового эффекта ученые предлагают растопить шапку на южном полюсе. В результате испарения углекислого газа повысится атмосферное давление, достаточное для удержания воды в жидком состоянии. В результате фотосинтеза атмосфера постепенно будет насыщаться кислородом, что способствует созданию озонового слоя, защищающего поверхность от радиации. Для этого необходимо будет завести на Марс растения, которые могли бы существовать в суровых условиях климата красной планеты. Возможно, это могут стать генно-модифицированные лишайники.
Однако вернемся к самой первой задаче – растопить южную полярную шапку. Для этого необходимо повысить температуру поверхности на 4 градуса по Цельсию. Данный результат может быть достигнут различными способами. Например, можно построить на планете различные промышленные предприятия, которые выбрасывали бы в атмосферу газы, создающие парниковый эффект. Создать парниковый эффект можно и с помощью доставленного на Марс в больших количествах газа тетрафтометана (CF4), однако данное решение проблемы обойдется значительно дороже.
Еще один способ разогреть планету – бомбардировка поверхности астероидами из Главного пояса, однако это требует сложных и предельно точных расчетов. Некоторые специалисты рассматривают опцию обрушения на поверхность Марса для достижения той же цели. Однако стоит иметь в виду, что бомбардировка астероидами и обрушение спутника могут повлиять на скорость вращения, а также изменить наклон оси планеты.
Некоторые ученые предлагают использовать специальные зеркала – солнечные паруса, - которые бы увеличивали количество солнечного излучения, получаемого планетой (при этом подобные зеркала должны располагаться в точке Лагранжа, где суммарное притяжение небесных объектов равно нулю).
Разогреть планету можно и с помощью бактерий, которые способны вырабатывать кислород и метан (или же аммиак) в присутствии воды и углекислого газа (или же воды и азота соответственно). Дело в том, что аммиак и метан относятся к парниковым газам, причем эффект, вызываемый этими газа гораздо сильнее, чем эффект углекислого газа. При этом метан и аммиак способны защищать поверхность планеты от пагубного солнечного изучения.
Для того чтобы еще больше повысить температуру на поверхности красной планеты, можно заселить ее темными бактериями, которые бы не только вырабатывали парниковые газы, но и отлично поглощали свет (таким образом уменьшив отражательную способность поверхности красной планеты).

Глава 3

Другая проблема на Марсе – это слабая гравитация, в результате которой организм начинает перестраиваться, нарушается кровообращение, происходит обезвоживание организма, ослабление костной и мышечной массы. Данные симптомы наблюдаются уже при полете в космическом корабле (при нулевой гравитации), а при переходе от нулевой гравитации к марсианской организм испытывает новый стресс, способный повлечь за собой необратимые последствия. Ученые предлагают начать постепенную адаптацию к марсианской гравитации еще в корабле за два месяца до посадки, однако данный вариант еще до конца не изучен.
Слабое магнитное поле на Марсе также оказывает пагубное воздействие на организм, в результате чего у человека нарушается работа вегетативно-нервной системы. Поэтому при посадке на Марс в лагере космонавтов необходимо будет создать искусственное магнитное поле. Данный вопрос также изучен не до конца.
Кроме всего прочего, о космонавтов при длительной работе в космосе сбивается 24-часовой цикл человеческой жизнедеятельности, в результате чего нарушается работа пищеварительной системы, обмен веществ, а также возрастает вероятность развития декомпрессионной болезни, в результате которой может происходить закупорка мелких сосудов (женщины более подвержены этому заболеванию, плюс к этому, они более чувствительны к радиации, поэтому, по мнению многих ученых, участие женщин в первой марсианской экспедиции нежелательно).
И еще одним отрицательным фактором, который может помешать первой экспедиции на Марс, это марсианские песчаные бури, которые до сих пор до конца не изучены. На данный момент нет возможности предсказывать песчаные бури с помощью метеорологического спутника, поэтому вся экспедиция на поверхности планеты становится сама по себе очень опасной.

Значение выхода человека в космос.

С развитием космических полетов расширяется и область приложения человеческой деятельности. Выход в космос - величайшее завоевание человечества, победа разума над силами природы. Если раньше все приложения научных знаний и технических достижений ограничивались земными рамками, то с началом освоения космического пространства человек начал постепенно вовлекать космос в сферу своей практики.

Космические полеты не только открывают возможность все более глубокого познания окружающего нас мира. Уже сегодня есть ряд чисто практических задач, имеющих важное народнохозяйственное значение, которые наиболее успешно могут быть решены с помощью космической техники.

Одной из таких задач является космическое телевидение. В Советском Союзе действует система «Орбита», которая с помощью искусственных спутников-ретрансляторов типа «Молния» позволяет передавать на большие расстояния телевизионные программы и телефонные переговоры. Космические линии связи более выгодны, чем наземные радиорелейные линии, состоящие из цепочки приемопередающих станций. Так, для того чтобы создать радиорелейную линию Москва-Владивосток, пришлось бы построить около двухсот приемопередающих станций. Эти станции надо обслуживать, отапливать, питать электроэнергией. В настоящее время телевизионные передачи из Москвы на Дальний Восток осуществляются через космос с помощью всего лишь двух наземных станций - передающей и приемной и одного космического ретранслятора. К тому же спутник-ретранслятор получает энергию, необходимую для работы его бортовой аппаратуры, от Солнца с помощью солнечных батарей.

Космические линии связи непрерывно совершенствуются. Ведутся опыты передачи телевизионных сигналов непосредственно со спутников-ретрансляторов на коллективные антенны. И недалеко время, когда вся территория нашей страны будет охвачена передачами Центрального телевидения.

Не менее важное народнохозяйственное значение имеют и метеоспутники. В Советском Союзе на протяжении нескольких лет действует система «Метеор». Два метеоспутника движутся по околоземным орбитам с таким расчетом, чтобы в течение суток дважды осмотреть всю поверхность нашей планеты. Специальная аппаратура, установленная на борту этих спутников, позволяет фиксировать различные параметры, характеризующие состояние земной атмосферы, и получать оперативную информацию о развитии явлений погоды. В частности, с борта метеоспутников осуществляется систематическое фотографирование облачных систем, что позволяет своевременно обнаруживать зарождение циклонов и антициклонов, а также возникновение ураганов и тайфунов. Благодаря применению метеоспутников оперативные прогнозы погоды в последние годы стали значительно более точными и надежными.

Кроме того, изучение атмосферных явлений из космоса позволит ученым более глубоко разобраться в закономерностях сложных процессов, протекающих в воздушной оболочке нашей планеты.

Вывод: выход в космос занимает совершенно особое место в ряду научно-технических достижений человечества. Он знаменует собой принципиально новые отношения между земным обществом и природой, выступающей в данном случае в масштабах Вселенной.

Глава 3. Пилотируемый полет на Марс – это уже давно не вымысел фантастов, а уже четко обозначенная перспектива, серьезно рассматриваемая правительствами многих стран. Однако, несмотря на радужные планы ученых-астрономов, многие специалисты продолжают утверждать о невозможности осуществления полета, а тем более организации колонии на красной планете, ссылаясь на различные факторы, пагубно влияющие на здоровье человека.
Рассмотрим для начала сам полет на Марс, который на современном этапе развития технологий займет около 9 месяцев. Основная опасность для космонавтов заключается в солнечной радиации, которая способно разрушить ткани человека. Наиболее опасным является солнечный ветер, частицы которого при попадании в организм повреждают структуру ДНК, что в свою очередь может привести к необратимым клеточным мутациям. Конечно, существуют специальные костюмы, которые защищают от радиации, но ученые не уверены, смогут ли такие костюмы защищать человека при столь долговременном пребывании в межпланетном космическом пространстве. Многие специалисты говорят о высокой опасности развития рака у космонавтов. При этом опасность увеличивается при возникновении сильных вспышек на Солнце.
Другим неблагоприятным фактором полета станет попадание человека в невесомость на длительный срок, в результате чего его организм заметно перестраивается. При наблюдении за человеком в состоянии невесомости были замечены следующие изменения: кровь приливает к верхней части тела, сердце начинает более усиленно перекачивать кровь, организм воспринимает это как показатель избытка жидкости в организме, в результате чего он начинает выделять гормоны для «урегулирования» водно-солевого обмена. Вследствие всего этого организм человека теряет много жидкости. Кроме этого, при длительном нахождении в состоянии невесомости мышцы слабеют, а кости теряют кальций и калий. По расчетам ученых, после 8 месяц нахождения в космосе человеку потребуется более двух лет на восстановления.
Стоит отметить также и психологический аспект длительного полета. Нахождение в замкнутом пространстве и ограниченность контактов могут привести возросшей агрессии и, как следствие, к конфликтам между космонавтами. Однако ученые предлагают решить это созданием на корабле условий, максимально приближенных к земным, а также тщательным отбором команды в зависимости от психологического здоровья, а также на основе веры, убеждений, образа жизни и других аспектов.
Кроме всего прочего, многие специалисты утверждают об опасности поломок техники во время столь длительного полета.
Что же касается непосредственного нахождения человека на поверхности красной планеты, то здесь также существует множество неблагоприятных факторов. В первую очередь, это все то же губительное солнечное излучение. К сожалению, на данный момент человечеству не известны медицинские препараты, которые смогли бы полностью защитить человека от вредного воздействия радиации. Однако учеными рассматривается возможность сооружения так называемых убежищ – кают, защищенных толстыми металлическими стенками, которые способны заметно снизить дозу радиации.
Другая проблема на Марсе – это слабая гравитация, в результате которой организм начинает перестраиваться, нарушается кровообращение, происходит обезвоживание организма, ослабление костной и мышечной массы. Данные симптомы наблюдаются уже при полете в космическом корабле (при нулевой гравитации), а при переходе от нулевой гравитации к марсианской организм испытывает новый стресс, способный повлечь за собой необратимые последствия. Ученые предлагают начать постепенную адаптацию к марсианской гравитации еще в корабле за два месяца до посадки. Слабое магнитное поле на Марсе также оказывает пагубное воздействие на организм, в результате чего у человека нарушается работа вегетативно-нервной системы. Поэтому при посадке на Марс в лагере космонавтов необходимо будет создать искусственное магнитное поле. Данный вопрос также изучен не до конца.
Кроме всего прочего, о космонавтов при длительной работе в космосе сбивается 24-часовой цикл человеческой жизнедеятельности, в результате чего нарушается работа пищеварительной системы, обмен веществ, а также возрастает вероятность развития декомпрессионной болезни, в результате которой может происходить закупорка мелких сосудов. И еще одним отрицательным фактором, который может помешать первой экспедиции на Марс, это марсианские песчаные бури, которые до сих пор до конца не изучены. На данный момент нет возможности предсказывать песчаные бури с помощью метеорологического спутника, поэтому вся экспедиция на поверхности планеты становится сама по себе очень опасной.
Кроме того, отдельно стоит отметить пагубное воздействие на организм человека марсианской пыли. Частицы марсианской пыли слишком малы, чтобы полностью изолироваться от них. Плюс к этому, в ней могут содержаться соли хромовой кислоты, которые способны нанести сильный вред организму человека. И наконец, электростатические свойства марсианской пыли (в результате трения) способны вывести из строя технику.
Все вышеперечисленные факторы заставляют серьезно задуматься о необходимости организации марсианской экспедиции даже в отдаленном будущем. Однако уже сейчас силы ученых брошены на решение многих проблем, и вполне возможно, что скоро миссия полета на Марс станет вполне осуществимой, учитывая все его аспекты: технические, физиологические и психологические.
Вывод:

Исследование Луны, Марса и планет дальнего космоса показали двойственный результат. С одной стороны, это грандиозный прорыв науки, эпохальные достижения в изучении Солнечной системы и получение колоссального объема знаний. С научной точки зрения программа исследования дальнего космоса увенчалась полным успехом и создала многообещающий задел на будущее. Весьма заманчивы и перспективы осуществления в будущем на борту специализированных орбитальных станций своеобразного космического производства. Дело в том, что в условиях невесомости и космического вакуума появляется возможность осуществлять необычные технологические процессы, недостижимые в земных условиях, в частности производить особо чистые вещества, синтез некоторых химических соединений, в том числе ценных лекарственных препаратов, получать необычные сплавы, вырабатывать особо точные детали, например идеальные по форме шарики для шарикоподшипников. Не исключена возможность, что со временем в космос будут вынесены и энергетические установки, выделяющие в процессе работы тепло, углекислый газ и вредные примеси и тем самым загрязняющие окружающую земную среду. Выход в Солнечную систему и открытое межзвёздное пространство, освоение безграничных ресурсов космоса с помощью новой формы физического движения – управления гравитацией, выведет человечество на качественно новый уровень космической формы существования. Это, в свою очередь, откроет путь к удовлетворению потребности в непрерывном технологическом прогрессе и всех остальных отраслей мирового производства, развитие которых уже сегодня начинает сдерживаться массой экологических проблем глобального, планетарного характера. Перед странами и народами откроется огромная арена взаимовыгодного международного сотрудничества, способного обеспечить всеобщий мир, гарантированное выживание и экологическую безопасность всех и каждого.

Заключение.

Наше время не зря называют временем научно-технического прогресса. Осо­бенно возросли в наши дни темпы развития науки и техники. У каждого из открытий и изобретений были не только горячие сторонники, но и рьяные противники. Видимо иначе не могло и быть. Прогресс человече­ства всегда происходил и происходит в борьбе противоположностей. Кто-то из великих остроумно подметил три стадии утверждения нового. Сначала о новом говорят: «Этого не может быть!» Через некоторое время можно услы­шать: «Здесь что-то есть...» И, наконец, приходит момент, когда даже рья­ный скептик искренне удивляется: «А разве могло быть иначе?!»

Нечто похожее было и с освоением космического пространства. Пер­вый советский искусственный спутник Земли многие на Западе встретили с нескрываемым скептизмом и недоверием. Мол, что из того, что на космиче­скую орбиту заброшено несколько килограммов металла, какая польза от этого эксперимента, что принесет он миру и человечеству?

А меньше чем через четыре года мир был удивлен и потрясен неслы­ханным событием: гражданин первой социалистической страны Юрий Алек­сеевич Гагарин совершил беспримерный облет Земли на космическом кораб­ле «Восток». День этот и имя человека, который первым разорвал цепи зем­ного притяжения, навсегда вошли в память человечества.

В достижениях сегодняшней космонавтики живет мысль первого Сергея Павловича Королева глав­ного конструктора космоса академика. Именно к сегодняшнему дню относятся его слова: «Это будущее, хотя и не столь близ­кое, но реальное, поскольку оно опирается на уже достигнутое».

Литература:

Допаев М. М. Наблюдения звездного неба

Маров М. Я. Планеты Солнечной системы.

Силкин Б. И. В мире множества лун

The Computer Guide To The Solar System, Winter Tech, Version 1.20, 1989 г.

Уиппл Ф. Земля, Луна и Планеты

Куликовский П. Г. Справочник любителя астрономии

«Освоение космического пространства в СССР» В.Л. Барсуков 1982 г.

Марс с учётом его орбиты, поверхности и наличия водяного льда на полюсах является одним из самых привлекательных для людей космическим объектом. На Земле с каждым днём растёт озабоченность по поводу будущего человечества, а поэтому колонизация Марса становится всё более насущной проблемой. Нельзя также сбрасывать со счетов экономические интересы, которые ещё больше разжигают внимание к далёкому космическому собрату.

Земля и Марс имеют относительное сходство . Марсианский день или сол очень близок к земному. Солнечный день на четвёртой планете равен 24 часам 30 минутам 35,244 секундам. Площадь составляет 28,4% от площади Земли и лишь немного меньше земной суши. Радиус составляет половину земного, а масса только одну десятую.

Осевой наклон равен 25,19 градусов, а у Земли он 23,44 градуса. В результате этого на красной планете сезоны года похожи на земные. Но длятся они почти в 2 раза дольше, так как марсианский год составляет около 1,88 земных лет. И самое главное, на Марсе имеется вода, спрятанная под коркой замёрзшего углекислого газа.

А теперь давайте рассмотрим различия Марса и Земли . Здесь сразу надо сказать, что даже экстремофильные организмы, выживающие на Земле во враждебных условиях, не могут выдержать экстремальную среду, которая присутствует на поверхности Марса.

Его поверхностная гравитация составляет 38% от земной. Тут следует заметить, что микрогравитация вызывает проблемы со здоровьем у людей. Они теряют мышечную массу и наблюдается деминерализация костей. Возможен ли такой негативный эффект на поверхности красной планеты? Это неизвестно, так как научные исследования, связанные с поверхностной гравитацией Марса, пока не проводились на Земле.

На четвёртой планете гораздо холоднее, чем на Земле. Средняя температура составляет минус 50 градусов по Цельсию, а на Земле она равна плюс 15 градусам по Цельсию. Количество солнечной энергии, достигающей Марса, гораздо меньше земной, так как он на 52% отстоит дальше от Солнца, чем Земля. Солнечная постоянная равна 43,3% от земной.

В то же время марсианская атмосфера более тонкая, а поэтому более высокая доля солнечной энергии достигает поверхности. Но тут не надо забывать про круглогодичные пылевые бури. Они способны блокировать солнечный свет на несколько недель. Отсутствие магнитосферы делает поверхность незащищённой от солнечного ветра.

Марсианское атмосферное давление ниже предела Армстронга. Атмосфера на 95% состоит из углекислого газа. Ещё есть азот (3%), аргон (1,6%) и следы других газов, включая кислород (0,4%). В марсианском воздухе парциальное давление углекислого газа равно 0,71 кПа по сравнению с 0,031 кПа за Земле.

Отравление углекислым газом (гиперкапния) у людей начинается при 0,1 кПа. Даже для растений 0,15 кПа является токсичным. А означает это только одно – воздух на Марсе токсичен для растений, животных и человека. И в добавление следует сказать, что тонкая атмосфера не способна отфильтровывать ультрафиолетовый солнечный свет.

На основании всего вышесказанного напрашивается вполне обоснованный вывод: колонизация Марса представляет собой довольно сложную задачу . Марсианская среда враждебна для людей, а разница в гравитации пагубно скажется на здоровье. Она приведёт к ослаблению костей и мышц, возникновению остеопороза и сердечно-сосудистым проблемам.

Обязательно следует учитывать и психологический фактор. Люди, работающие на Марсе, будут находиться в десятках миллионов километров от Земли. Если миссия будет продолжаться 2,5 года, то члены экипажа начнут испытывать чувства изоляции, тоски, депрессии. У них возникнет ощущение, что они брошены в космосе, ведь Земля в марсианском небе будет выглядеть как крошечная голубовато-зелёная точка.

Поэтому огромное значение при колонизации Марса будет иметь правильный выбор людей. Все они в обязательном порядке должны будут пройти специальную психологическую подготовку. А при возвращении на Землю им будут необходимы психосоциальные сессии, чтобы опять влиться в человеческое общество.

А теперь поговорим о самом главном – о связи с Землёй . Надо сказать, что Марс уже имеет спутники связи. Они со временем износятся, а поэтому потребуются другие орбитальные устройства, пока не будут разработаны новые продвинутые технологии.

Задержка односторонней связи при ближайшем приближении планет составляет около 8 минут. А когда планеты находятся на большом удалении друг от друга, возрастает до 40 минут. Также прямая связь блокируется на 2 недели, когда Солнце оказывается между Землёй и Марсом. Но в реальности полная потеря связи может достигать целого месяца.

Единственным выходом в данной ситуации может служить целый каскад спутников связи. Но они будут привлекать к себе космическую пыль и астероиды, что негативно скажется на их работе. Идеальным вариантом станут спутники, оборудованные ионными двигателями. Они смогут двигаться с небольшой скоростью по своим орбитам и обеспечивать непрерывную связь Марса с Землёй.

Какие места на Марсе являются самыми подходящими для колонии ? Для этих целей подходит экваториальный регион. Там много естественных пещер возле вулканов. Эти убежища надёжно защитят колонистов от радиации и микрометеоритов. Также есть версия, что в экваториальном регионе имеется в наличии геотермальная энергия.

Второй вариант – это размещение колонии в лавовых трубках. По аналогии с Землёй они должны иметь длинные проходы, которые обеспечат полную защиту от излучения. Большим плюсом также является то, что их легко герметизировать, используя местные материалы, особенно на небольших участках.

Помимо всего сказанного колонизация Марса подразумевает терраформирование . Данный термин означает изменение поверхности и климата красной планеты таким образом, чтобы она стала пригодной для проживания людей. Разговор идёт, естественно, об искусственном изменении окружающей среды.

У Марса нет магнитосферы, которая смягчает воздействие солнечной радиации и удерживает атмосферу. Поэтому для восстановления атмосферы и появления жидкой воды необходимы магнитные полюса или искусственная магнитосфера. Японские учёные выдвинули идею создания искусственной магнитосферы путём построения охлаждаемых широтных сверхпроводящих колец с достаточной величиной постоянного тока. Есть и другая теория, предполагающая развёртывание магнитного дипольного щита в точке Лагранжа Марса L1.

Моделирование показывает, что при наличии магнитосферы на красной планете за несколько десятков лет появится атмосфера, а её давление будет равно половине земного. Как результат, замороженный на полюсах углекислый газ начнёт сублимироваться, то есть переходить из твёрдого состояния в газообразное и согреет экватор. Ледяные шапки начнут таять и появятся океаны. Этому также будет способствовать вулканическая дегазация.

При достаточно высоком атмосферном давлении человеку на поверхности Марса уже не нужен будет специальный защитный напорный костюм. Ему потребуется только маска, обеспечивающая 100% кислород. Также исчезнет потребность в защите от солнечного ветра, радиации и сильного холода. Ситуация будет как на Земле, только человек будет ходить в маске с кислородным баллоном.

Таким образом, колонизация Марса в рамках терраформирования предусматривает создание магнитосферы, атмосферы и повышение температуры. Главная роль здесь отводится углекислому газу, благодаря которому усилится парниковый эффект, а формирование атмосферы и потепление будут дополнять друг друга.

Всё это здорово, но как быть с кислородом ? Не хотелось бы всё время ходить в маске по марсианской поверхности. Основная масса кислорода присутствует в виде двуокиси углерода. Кислород также имеется в оксидах металлов и в почве в виде нитратов на поверхности красной планеты. Анализ образцов грунта показал наличие перхлората. Его используют для высвобождения кислорода в химических кислородных генераторах. Воду с помощью электролиза можно разделить на кислород и водород, если есть электричество и жидкая вода.

С помощью водорослей и другой зелени можно добавить небольшое количество кислорода в атмосферу. Но этого будет недостаточно, чтобы люди получили возможность свободно дышать, а колонизация Марса превратилась в комфортное занятие.

Есть вариант создания биодомов, в которых будут размножаться кислородосодержащие цианобактерии и фотосинтезирующие водоросли для производства молекулярного кислорода. Такие биодома нужно будет разместить на Марсе ещё до его колонизации, чтобы прибывшие на планету люди сразу оказались в кислородной среде. Но данная технология предназначена лишь для изолированных помещений, а вот глобальной планетарной технологии пока нет.

В заключении следует сказать, что, несмотря на кажущиеся трудности и фантастичность многих проектов, колония на Марсе обязательно станет реальностью. Случится это в самом ближайшем будущем, так как технический прогресс идёт вперёд семимильными шагами, а освоение космоса является приоритетной задачей. Человек непременно обустроится на четвёртой планете, а затем наступи черёд других далёких планет и спутников .

Владислав Иванов

О проекте Mars One

Цели

Рабочая миссия

Технологии

• Пусковая установка. Данная разновидность ракеты будет использоваться для доставки полезного груза с земли на орбиту (или с орбиты на Марс). Планируется использовать ракету SpaceX Falcon Heavy (улучшенную версию Falcon 9, которая используется SpaceX в данное время).
• Марсианский транзитный модуль. Модуль будет отвечать за доставку космонавтов на Марс. Он будет состоять из двух топливных систем, посадочной системы и жилых помещений.
• Спускаемый аппарат. Команда Mars One предлагает использовать расширенный вариант DragonCapsule, впервые тестировавшейся в 2010. Это та самая капсула, которая успешно стыковалась с МКС (Международной Космической Станцией) в мае 2012 года. В марсианской миссии потребуется ее слегка расширенная модель, которая будет включать:
  Модуль жизнеобеспечения, в котором будут находится системы генерации воздуха, воды и энергии
  Модуль питания, который будет содержать пищу
  Модуль биосферы, в котором будут храниться специальные надувные секции, которые позволят создавать большие жилые зоны на поверхности Марса
  Модуль для путешествия, в котором космонавты проведут семь месяцев до высадки на планету
  Модуль марсоходов

Марсоходы

• Разведка
• Быстрый сбор небольших транспортных средств
• Перевозка больших аппаратных компонентов
• Общая сборка крупных сооружений

Марсианский костюм

Система связи

Человечество на Марсе

• Как астронавты смогут покинуть Землю? Это же безумие!
• Как они будут готовиться для жизни на Марсе?
• Что может произойти за семь месяцев путешествия?
• Что космонавты будут делать, когда окажутся вдали от дома?

Эмиграция на Марс

Тренировка

Путешествие в один конец

Проживание на Марсе

Строительство и исследования

Онлайн трансляции и телевидение

Экспансия

Правда, что это реально возможно?

Эмиграция

Солнечные панели

Простые марсоходы

Отсутствие новейших разработок

Отсутствие политики

Таким образом, теоретическая база для старта вполне готова. Что нас ждет дальше? Время покажет.
По материалам с