Колонизация Марса - научная фантастика или ближайшее будущее

В настоящее время все представители человеческой расы живут только на планете Земля, не считая семи космонавтов, который временно находятся на околоземной орбите на борту Международной космической станции. Однако в будущем все может измениться. В ближайшие годы человечество сможет вернуться на Луну и продолжить исследование других планет, таких как Марс. НАСА рассматривает Марс как главную цель для колонизации в 2030-х годах, а компания SpaceX стремится отправить свои ракеты на Красную планету намного раньше. Илон Маск неоднократно озвучивал свои планы о создании там колонии. Посещение Марса – это одно, но сможем ли мы его колонизировать? Несмотря на множество нерешённых технологических и биологических вопросов, эа область научной фантастики может стать реальностью уже при нашей жизни. Давайте изучим современное состояние науки и выясним, сможем ли мы колонизировать Марс.

Путь на Марс

Чтобы колонизировать Марс, необходимо сначала туда добраться, а для этого нужна мощная ракета-носитель. Различные космические агентства уже несколько десятилетий отправляют на Марс небольшие зонды и посадочные аппараты. Хотя Марс – ближайшая к нам планета, но чтобы добраться до нее, требуются колоссальные затраты энергии. К примеру, общая масса марсохода Perseverance составляет всего 1025 килограммов, но для его запуска на орбиту потребовалась ракета Atlas V массой 590 тонн. Затем последовали долгие месяцы путешествия аппарата в космосе на гораздо меньшей по размеру крейсерской ступени. Роботам не нужна ни еда, ни вода, ни защита от окружающей среды, поэтому любая будущая попытка доставить человека на Марс потребует запуска гораздо больше свободного пространства, а это значит, нам нужны большие ракеты.

На данный момент лишь немногие ракеты, даже находящиеся на стадии испытаний, могут обеспечить пилотируемые полеты на Марс. Согласно заявлению НАСА, ракета-носитель Space Launch System (SLS) способна достичь внешней Солнечной системы - первоначально предполагалось, что она будет задействована в миссии Europa Clipper (изучение шестого спутника Юпитера — Европы), но из-за постоянных задержек эта миссия была передана SpaceX. Действительно, разработка ракеты SLS проходит крайне медленно. До появления усовершенствованных версий, которые можно было бы использовать для запусков на Марс, еще много лет, и к тому же SLS одноразовая. Ещё предстоит долгое время подготовки, поскольку НАСА строит каждую ракету под новую конкретную миссию. НАСА заявило, что надеется запустить пилотируемую миссию на Марс в 2030-х годах, однако никто из экипажа не сможет остаться там надолго. Ведь снабжение марсианской колонии с помощью одноразовых ракет типа SLS обойдется чрезвычайно дорого.

Запуск ракеты-носителя SLS для миссии Artemis I. Источник: NASA

У компании SpaceX есть две ракеты-носителя, теоретически способные достичь Марса. Первая – Falcon Heavy, которая в настоящее время уже летает и доказала, что может вывести на траекторию орбиты Марса груз массой около 6 тонн (в виде автомобиля Tesla). На этой же ракете будет запущен космический аппарат для миссии Europa Clipper. Генеральный директор SpaceX Илон Маск анонсировал ракету Starship в качестве марсианского носителя с самых ранних этапов ее разработки. Правда, этот аппарат пока еще полностью не введен в эксплуатацию.

Starship — самая большая и мощная ракета в мире, она проектируется с возможностью полного повторного использования, как и Falcon 9. В настоящее время эксперты ожидают четвертую попытку запуска Starship на орбиту. Первые две закончились фатальными авариями, а третья в целом прошла успешно, но потерпела неудачу при попытке повторного входа в земную атмосферу. Маск уже наделал множество громких обещаний, но учитывая высокую надежность ракеты Falcon 9, можно предположить, что инженеры SpaceX в конечном счете могут справиться с этой задачей.

Запуск Starship во время испытаний. Источник: SpaceX

Несмотря на все свои фантазии и чрезмерные обещания, Маск является самым богатым человеком на Земле. Его реальное состояние варьируется в зависимости от колебаний рынка, но даже если Tesla обанкротится завтра, он все равно останется неприлично богатым с флотом частных ракет в своем распоряжении. Когда такой человек, как Илон Маск, на протяжении нескольких лет неоднократно заявляет о своих планах отправиться на Марс, приходится признать, что он действительно может воплотить их в жизнь. Однако более вероятно, что он сначала отправит на Марс других людей, чтобы посмотреть, как там дела. Мы уже перешагнули самые ранние из названных Маском сроков для марсианской миссии, но теперь он обещает, что пилотируемая высадка на Марс может состояться уже в ближайшие несколько лет.

В течение ближайшего десятилетия вероятность появления нескольких новых ракет-носителей, способных доставить людей и грузы на Марс, очень высока. Итак, можно считать, что это важное условие выполнено.

Жизнь на Марсе

Итак, мы добрались до Марса. Возможно, Starship превзошла все ожидания и теперь регулярно доставляет колонистов на Красную планету, а может быть, НАСА или Роскосмос с нехарактерной для них скоростью приступили к созданию первого форпоста на Марсе. Независимо от того, как мы туда попадем, нам придется столкнуться с негостеприимной окружающей средой. На Марсе разреженная атмосфера из углекислого газа, бесконечные пыльные ландшафты и гравитация, составляющая лишь треть от земной. Так смогут ли люди вообще жить на Марсе?

В идеальной Вселенной мы бы изменили Марс, чтобы он больше походил на Землю. Однако технология, необходимая для терраформирования другой планеты, является еще более фантастической, чем строительство города на Марсе.  Илон Маск, в очередной раз выдвигая авантюрные предложения, однажды предложил бомбардировать полярные районы Марса, чтобы уплотнить атмосферу, но дело там не только в атмосфере. У Марса нет магнитного поля, а это означает, что атмосфера будет постоянно разрушаться солнечным ветром.

Оптимистичное видение компании SpaceX относительно базы на Марсе.

Отсутствие магнитного поля также означает, что колонисты будут подвергаться интенсивному воздействию радиации, в 700 раз большему, чем на Земле. Любой человек, живущий на Марсе, должен принимать крайние меры предосторожности, чтобы избежать радиационного воздействия. Жилища могут быть построены под землей или с радиационной защитой, чтобы ослабить воздействие радиации, но любая вылазка на поверхность будет подобна рентгеновскому просвечиванию грудной клетки. За годы вероятность лучевой болезни и рака становится очень высокой.

Строительство поселения, которое могло бы защитить жителей от радиации, потребует больших усилий, и даже компания SpaceX с полноценным флотом звездолетов может столкнуться с трудностями при отправке всех необходимых материалов для строительства базы. Вот почему НАСА и другие компании изучают технологию использования ресурсов на месте (ISRU) на Луне и за ее пределами. Агентство сотрудничает с компаниями для создания прототипов среды обитания из искусственного марсианского и лунного реголита. НАСА планирует отправить на Луну 3D-принтер для проверки этих методов строительства, но это произойдет не в ближайшие 5-10 лет, если судить по темпам запусков Артемиды.

Прототип марсианской среды обитания. Источник: НАСА

Даже при наличии должным образом защищенного от радиации жилища, созданного из марсианского грунта, нам все равно придется иметь дело с физическими законами. Жизнь на планете с гравитацией, составляющей одну треть земной, может показаться забавной, но могут быть и неблагоприятные побочные эффекты. Из-за размеров и массы Красной планеты — это исправить невозможно. Перед приземлением марсохода Perseverance, Адам Стельцнер из Лаборатории реактивного движения отметил, как мало у нас данных о физиологии человека в условиях низкой гравитации. Наши глаза могут изменить форму, наши мышцы атрофируются, спинномозговая и лимфатическая жидкости могут неправильно циркулировать, и могут возникнуть новые риски беременности, не встречающиеся на Земле. Мы даже не знаем, будут ли кости правильно расти и заживать без нормальной земной гравитации. Если люди не смогут быть счастливыми, здоровыми и плодовитыми на Марсе, то какой смысл туда лететь?

Хотя скоро у нас могут появиться ракеты, способные отправлять большие группы людей и тяжелые грузы на Марс, технология, которая позволила бы этим людям безопасно жить на Марсе, еще далека от реальности. Возможно, мы даже не подозреваем о некоторых физиологических проблемах, которые нам предстоит решить.

Вероятность колонизации Марса

Вернемся к Илону Маску, который, несмотря на свою склонность к преувеличениям, располагает ресурсами для строительства дома для людей на Марсе. Миллиардер известен своими амбициозными сроками, утверждая, что SpaceX может основать колонию на Марсе в 2020-х годах. Вполне вероятно, что в конце этого десятилетия Starship станет рабочей ракетой, но отправлять кого-либо на Марс в это время было бы неразумно. Космический транспорт – это только первый шаг.

Несмотря на привлекательность идеи колонизации другой планеты, мало кто захочет провести остаток своей жизни в подобии палатки в засушливой радиоактивной пустыне. Строительные, производственные и медицинские технологии, необходимые для колонизации Марса, просто еще не существуют и, возможно, никогда не будут существовать. Мы можем обнаружить, что люди никогда не смогут жить безопасно и комфортно на такой планете, как Марс.

Мы не можем сказать ничего больше, чем «может быть», пока наше изучение Красной планеты не достигнет новой вехи: пилотируемых миссий. Как только мы увидим, как люди справляются с короткими марсианскими экскурсиями, мы сможем приступить к планированию долгосрочного проживания. Если нам повезет, высадка экипажа может произойти через 10-15 лет, но планы НАСА по Луне уже под большим вопросом, а Луна является первой ступенькой на пути к Марсу. Тем не менее, мы не можем исключить возможность того, что самый богатый человек в мире бросит нескольких авантюристов в ракету и отправит на Марс несколько раньше.