Пригоден ли Марс для жизни?
Марс может выглядеть сухим и безжизненным, но Красная Планета содержит в себе влагу и как предполагают учёные, её достаточно для поддержания жизни.
Влажность в атмосфере Марса может способствовать зарождению жизни, но только когда утром вода сконденсируется в маленькие лужицы.
«Условия на Марсе напоминают сухие участки чилийской пустыни Атакама: относительная влажность высока, а водяной пар достигает значения в сто осаждённых микрона», – отмечает Джон Раммл, директор Университета Восточной Каролины (ECU).
Раммл в прошлом месяце рассказал на Астробиологической научной конференции в Чикаго о местонахождении нескольких «особых регионов» на Марсе: мест, которые способны поддержать развитие новорожденной марсианской жизни.
Тепла и влаги достаточно?
Согласно отчёту за 2014 год программы НАСА по исследованию Марса (MEPAG), в которой принимал участие и Джон Раммл, особые регионы — это места, где предположительно способны жить и размножаться земные организмы. Эти регионы включают в себя каждую зону, которая потенциально может содержать жизненные формы в любом их виде.
Жидкая вода является обязательным условием жизни на Земле. На поверхности Марса практически нет воды в жидком агрегатном состоянии, однако, судя по накопленным учёными данным, в прошлом Марс был заполнен реками, морями и океанами.
С атмосферой совершенно иная ситуация. Согласно Раммлу, влажность на Марсе очень сильно привязана к колебаниям температуры. Ночью относительная влажность на Марсе составляет от восьмидесяти до ста процентов, иногда марсианский воздух достигает максимально возможной увлажнённости. Днём на поверхности Красной Планеты другая крайность: влажность близка к нулю, и с повышением температуры пропорционально уменьшается.
На Земле некоторые организмы способны выживать в самых засушливых регионах, получая необходимую воду из атмосферной влаги. Лишайникам, растущим в сухом климате, не страшны даже самые сильные засухи. Некоторые лишайники оказались способны к фотосинтезу в местах с крайне низкой влажностью — всего 70 процентов. Другое исследование показало, что одна из форм антарктического лишайника смогла приспособиться к искусственно воссозданным условиям марсианской поверхности.
Но это ещё не значит, что жизнь на поверхности Марса возможна. Хотя учёные и наблюдали в этих условиях процессы жизнедеятельности и фотосинтеза у лишайников, размножаться в этой среде не может ни один живой организм, поскольку для деления клеток необходима не атмосферная вода, а обычная, жидкая. Таким образом, жидкая вода по-прежнему является главным условием для клеточного деления и существования жизни.
Жизнь в марсианских лужах?
Значит ли это, что такой жизнеспособный лишайник всё-таки не сможет существовать на Марсе? Джон Раммл советует не торопиться с выводами. При падении температуры ночью в местах с достаточно высоким давлением вода может сконденсироваться в снег или лёд. С наступлением утра лёд и снег постепенно тают и, в конце концов, испаряются. По словам Раммла этот процесс может идти несколько минут, а может занимать и до нескольких часов.
В 1970 году космический аппарат Викинг-2 наблюдал за конденсацией воды на Марсе в течение двухсот дней подряд, исследуя мельчайшую ледяную пыль на поверхности планеты.
Джон Раммл утверждает, что даже такой короткий промежуток времени гипотетически позволяет неким живым организмам функционировать и даже размножаться.
Засушливый климат является не единственной помехой для жизни на Марсе. По причине отсутствия магнитного поля и очень тонкой атмосферы, уровни радиации на поверхности Марса, скорее всего, окажутся летальны для всего живого. Поэтому жизнь на Марсе, подобную Земным лишайникам, следует искать не на поверхности, а под ней.
Более того, солнечная радиация вредит не только самой жизни, но и её источнику — воде, превращая последнюю в пероксид водорода, который изрядно мешает появлению, развитию и воспроизведению организмов.
«Открытый ландшафт Марса с палящим Солнцем уж точно не является уютным местом для жизни», — говорит Джон Раммл.
Как будет выглядеть жизнь на Марсе
Основатель космической компании SpaceX Илон Маск считает, что первый человек сможет приземлиться на Марс уже через четыре года. А к 2050 году предприниматель планирует перевести на планету 1 млн человек и организовать колонию. С прогнозами Маска соглашаются и некоторые футурологи, но что ждет людей после того, как они приземлятся на Марс? Как будут выглядеть внеземные дома и чем будут питаться космонавты? Разбираемся по порядку.
Где мы будем жить на Марсе?
Разработчики из NASA одобрили проект архитектурной компании AI SpaceFactory. Архитекторы предлагают строить дома из марсианской земли. Такой подход поможет снизить время и стоимость строительства, поскольку не придется завозить материалы с Земли. Дома при этом будут напоминать огромные вазы или пчелиный улей. Такая форма нужна для смягчения атмосферного давления Марса.
Инженеры собираются строить здания при помощи 3D-печати. Кроме материалов с Марса они планируют использовать базальт и возобновляемый биопластик. [1] Дома будут состоять из внешней оболочки, которая способна защитить здание от сильных ветров, и внутренней отделки, создающей интерьер.
Предполагается, что каждый дом подходит для комфортного проживания четырех человек, но в то же время в них достаточно пространства для марсианских вечеринок. Дом состоит из четырех этажей: первый для влажной обработки скафандра, второй этаж с кухней и два верхних со спальнями и зоной отдыха. Сами спальни напоминают капсулы полузакрытой формы без дверей.
Еще один проект домов разработан архитектурной компанией Zopherus из Арканзаса. Она также предлагает использовать 3D-печать и материалы с Марса. Инженеры собираются выпускать на поверхность робота, похожего на паука. Вначале он автономно перемещается по поверхности и ищет подходящее место для строительство дома, а затем плотно прилегает к земле и начинает строить дом из окружающих материалов.
Проект, правда, разработан не для постоянного проживания, а для космонавтов, прилетевших на Марс с первой миссией. Предполагается, что они проведут в таком здании около года. Дизайн здания получил первое место на конкурсе NASA по проектированию жилья на Марсе. Теоретически такие здания возможно возвести еще до прибытия человека, и они будут ждать своих жильцов столько, сколько потребуется.
Как мы будем дышать на Марсе?
Привлекательность Марса осложняется тем, что воздух там на 96% состоит из углекислого газа. Если не решить вопрос с выработкой пригодного для жизни кислорода, любые идеи о колонизации зайдут в тупик. Один из возможных выходов — цианобактерии. Они поглощают углекислый газ и превращают его в кислород. Цианобактерии действуют по принципу фотосинтеза, но в отличие от растений им не нужен солнечный свет. Ученые обнаружили, что бактерии справляются со своей задачей даже в самых глубоких впадинах океана. [2]
Если перевести цианобактерии на Марс, есть вероятность, что они смогут там прижиться и космонавтам будет чем дышать. Космические агентства и частные компании уже думают о возможной реализации такого проекта.
Если отойти от этой идеи, можно использовать уже испробованный технический способ добычи кислорода. На МКС давно используют электролиз воды. При таком подходе вода расщепляется на кислород и водород. Кислород оставляют для создания пригодной для жизни атмосферы, а водород выбрасывают в космос. Но при колонизации Марса возникнет проблема с водой: ее будет недостаточно для постоянного обеспечения планеты воздухом.
Ученые нашли возможный выход из ситуации. Они обнаружили, что при столкновении углекислого газа с золотой фольгой на высокой скорости атомы кислорода отделяются от углекислого газа. NASA планирует отправить на планету марсоход MOXIE 2020, который проверит, работает ли там подобная система на и возможен ли подобный подход для успешной колонизации этой планеты. [3]
Во что мы будем одеваться?
Для прогулок по Марсу NASA разработала два скафандра нового поколения, способных работать в автономном режиме до восьми часов. [4] Они помогут защитить космонавтов от непригодных для жизни температур и радиации. Дизайнеры проекта обещают, что новые скафандры не будут сковывать движения: в них будет удобно ходить и даже прыгать. Изначально костюмы создавались для высадки человека на Луну, при добавлении небольшого количества модификаций они подойдут и для будущих жителей Марса.
Что мы будем пить на Марсе?
Воду на Марсе можно добывать из почвы. Марсоходы еще до прибытия человека будут изучать почву и выбирать места, благоприятные для поселения. Специальная аппаратура будет нагревать землю до высоких температур. Вода начнет испаряться, ее отделят от почвы и поместят в специальное хранилище.
Уже добытая вода будет уходить в переработку, которая занимает гораздо меньше времени, чем добыча воды по новой. Только вода, непригодная для фильтрации, будет возобновляться через испарения из почвы. Если верить прогнозам, каждый житель Марса сможет использовать до 50 л воды в день, что вполне достаточно для комфортной жизни.
Чем мы будем питаться?
Поверхность Марса не подходит для выращивания растений, поэтому будущим колонизаторам придется прибегнуть к инновационным способам добычи продуктов. Планируется, что первые люди привезут с Земли запас продовольствия на несколько лет вперед. [5] Среди возможных продуктов — водоросли и насекомые, поскольку они быстро размножаются и для их возобновления не нужна почва.
В дальнейшем производство продуктов питание переместится в специально оборудованные помещения с искусственным светом. Питательные вещества для растений будут получать из отходов, либо приводить с Земли. Людей, прилетающих на Марс, обучат работе с тепличным оборудованием Марса, и каждый желающий сможет построить свой персональный огород.
Среди других возможных вариантов — 3D-печать пищевых продуктов. На Марс будет сложно завести животных, и колонизаторы рискуют остаться без мясных продуктов. Потенциальное создание искусственного мяса поможет решить эту проблему и одновременно обеспечить более гуманный способ производства продукта.
Марс — наш
Марс — потенциально пригодная для жизни, и самая изучаемая (после Земли) планета. На сегодняшний день условием для развития и поддержания жизни на планете считается наличие жидкой воды на её поверхности, а также нахождение орбиты планеты в так называемой зоне обитаемости, которая в Солнечной системе начинается за орбитой Венеры и заканчивается большой полуосью орбиты Марса. Вблизи перигелия Марс находится внутри этой зоны, однако тонкая атмосфера с низким давлением препятствует появлению жидкой воды на длительный период. Недавние свидетельства говорят о том, что любая вода на поверхности Марса является слишком солёной и кислотной для поддержания постоянной земноподобной жизни. С 60-х годов XX века ведутся научные исследования Красной планеты и его двух естественных спутников. А идея о том, что Марс населён разумными существами, была широко популярна еще в конце XIX века. Многочисленные наблюдения и объявления известных лиц породили вокруг этой темы так называемую «Марсианскую лихорадку». В 1899 году во время изучения атмосферных радиопомех с использованием приёмников в Колорадской обсерватории, изобретатель Никола Тесла наблюдал повторяющийся сигнал. Он высказал догадку, что это может быть радиосигнал с других планет, например Марса. Догадка Теслы не подтвердилась, но с тех пор земляне мечтают посетить своего «соседа». Если когда-то эта мечта была лишь из мира фантастики, то сегодня это всего-навсего вопрос времени.
В рамках миссии с высокими ставками, выполнение которой может занять пять лет, NASA хочет высадить астронавтов на Марс в 2030-х годах. Однако, транспортировка на космическом корабле необходимого количества кислорода и топлива для жизнеобеспечения астронавтов в течении миссии за пятилетний период времени, в настоящее время нецелесообразна. NASA
планирует решить эту проблему путем развертывания MOXIE (Mars Oxygen in Situ Resource Utilization Experiment) или эксперимента по использованию ресурсов Марса. Эта система находится в стадии тестирования на марсоходе Perseverance, запущенном в июле 2020 года. Аппарат преобразует углекислый газ, который составляет 96% газа в атмосфере красной планеты, в кислород.
«Персеверанс» (Perseverance) — марсоход, разработанный для исследования кратера Езеро на Марсе в рамках миссии NASA «Марс-2020». Был изготовлен Лабораторией реактивного движения НАСА и запущен к Марсу 30 июля 2020 года. Посадка на Марс ожидается 18 февраля 2021 года.
Это, а также «Аль-Амаль» и «Тяньвэнь-1», не единственные на сегодня проекты, чьи аппараты в следующем году начнут исследовать Марс. Запланированы еще несколько на ближайшие пять лет.
«Казачок» — марсианская посадочная платформа, часть космического аппарата «ЭкзоМарс-2022» Европейского космического агентства и Госкорпорации «Роскосмос».
«Роскосмос» предоставит ракету-носитель для запуска «ЭкзоМарс-2022», спускаемый аппарат и посадочную платформу. Полезная нагрузка спускаемого аппарата: марсоход и научные приборы на посадочной платформе. После посадки и съезда марсохода посадочная платформа начнёт работать как автоматическая марсианская станция. Будет получать снимки места посадки, проводить метеорологические измерения и исследовать атмосферу. Номинальная продолжительность работы — земной год.
Космический аппарат планировалось запустить в 2018 году и совершить посадку на Марс в начале 2019 года, но из-за задержек при выполнении работ европейскими и российскими промышленными подрядчиками и при осуществлении взаимных поставок научных приборов, дата старта была перенесена в июльское стартовое окно 2020 года.
12 марта 2020 года запуск был перенесён на 2022 год поскольку необходимо провести дополнительные испытания космического аппарата с доработанным оборудованием и с окончательной версией программного обеспечения.
Масса посадочной платформы составляет 827,9 кг, включая 45 кг научных приборов.
Tera-hertz Explorer (2022)
Миссия Tera-Hertz Explorer (TEREX) — это планируемый орбитальный аппарат и посадочный модуль, который будет нести терагерцовый датчик на поверхность Марса для измерения изотопного отношения кислорода различных молекул в марсианской атмосфере. Цель миссии — изучить цепочку химических реакций, которые наполняют атмосферу углекислым газом.
Посадочный модуль TEREX-1 первоначально должен был запускаться во время окна запуска на Марс в июле 2020 года, но впоследствии этот запуск был отложен до 2022 года. По состоянию на сентябрь 2017 года официальная договоренность о запуске с основной миссией еще не достигнута. Космический корабль ненадолго выйдет на орбиту Марса, прежде чем посадить прибор на поверхность. В 2024 году планируется запустить специальный орбитальный аппарат TEREX-2. Он проведет глобальное исследование марсианской атмосферы и поверхности на предмет содержания воды и кислорода.
Миссия разрабатывается Национальным институтом информационных и коммуникационных технологий Японии (NICT) и Лабораторией интеллектуальных космических систем Токийского университета (ISSL). Этот проект основан на предыдущем предложении под названием FIRE (Far InfraRed Experiment), который был датчиком, предназначенным для отмененного JAXA орбитального аппарата MELOS.
В случае успеха это будет первый успешный космический корабль Японии на Марс после злополучной миссии «Нодзоми».
Предварительные размеры посадочного модуля составляют 50 кубических сантиметров, а масса может составлять 140 кг (310 фунтов), включая топливо.
EscaPADE (Escape and Plasma Acceleration and Dynamics Explorers) — это орбитальный аппарат с двумя космическими кораблями от Калифорнийского университета в Беркли, предназначенный для изучения структуры, состава, изменчивости и динамики магнитосферы Марса и процессов выхода из атмосферы.
Научная цель EscaPADE — изучить структуру гибридной магнитосферы Марса и потоки ионов, исследовать потоки энергии в атмосфере и понять, как энергия и импульс переносятся солнечным ветром через магнитосферу Марса.
Космический корабль весом чуть меньше 90 кг отправится к Марсу в августе 2022 года.
Первоначально два космических зонда должны были быть запущены в 2022 году в качестве вспомогательной полезной нагрузки на Falcon-Heavy (Block 5) вместе с миссиями Psyche и Janus. В сентябре 2020 года EscaPADE был исключен из этого запуска из-за проблем с силовой установкой.
Mars Orbiter Mission 2 (MOM 2), также называемая Mangalyaan-2 (санскр. «марсианский корабль»), является второй межпланетной миссией Индии, запланированной Организацией космических исследований Индии (ISRO).
Общая масса научной полезной нагрузки оценивается в 100 кг (220 фунтов). Одна из разрабатываемых научных полезных нагрузок — это ионосферный плазменный прибор под названием ARIS. Он разрабатывается Центром космических спутниковых систем и полезных нагрузок (SSPACE), который является частью Индийского института космической науки и технологий (IIST). Завершены инженерная модель и испытание в высоком вакууме.
Martian Moons Exploration (2024)
Martian Moons Exploration (MMX) — это роботизированный космический зонд, запускаемый в 2024 году для получения первых образцов с самого большого спутника Марса — Фобоса. Разработанный Японским агентством аэрокосмических исследований (JAXA) и объявленный 9 июня 2015 года. MMX будет приземляться и собирать образцы с Фобоса один или два раза, а также проводить наблюдения и облет Деймоса и мониторинг климата Марса.
В архитектуре миссии используются три модуля: двигательный модуль (1800 кг), исследовательский модуль (150 кг) и модуль возврата (1050 кг). Поскольку масса Деймоса и Фобоса слишком мала для захвата спутника, зонд не сможет вращаться вокруг марсианских лун в обычном смысле этого слова. Однако орбиты особого типа, называемые квазиспутниковыми орбитами, могут быть достаточно стабильными, чтобы обеспечить много месяцев работы в окрестностях лун.
NASA, ESA и CNES также участвуют в проекте и предоставят научные инструменты. США предоставят нейтронный и гамма-спектрометр под названием MEGANE (Mars-moon Exploration with GAmma rays and NEutrons). Франция также внесет свой вклад в планирование маневров полета по орбите и посадки.
Разработка и тестирование ключевых компонентов, включая пробоотборник, продолжаются. MMX планируется запустить в сентябре 2024 года, а спустя пять лет он вернется на Землю.
Колонизация Марса, можно считать, началась и идет полным ходом. В качестве целей колонизации называются следующие:
Марс на четвёртой живёт орбите,
Первый внешний он сосед Земли.
Год земного вдвое дольше длится,
А ещё у Марса — две луны.
Раскрывать подробности ландшафта
Марсоходы начали давно.
Ледяные есть у Марса шапки,
Но воды нет жидкой всё равно.
Есть предположенье, что когда-то
Реки марсианские текли —
Там, наверно, жизнь была, ребята…
Но сокрыта тайна Марса от Земли.
На правах рекламы
VDSina предлагает виртуальные серверы в аренду с космической производительностью под любые задачи, огромный выбор операционных систем для автоматической установки, есть возможность установить ОС с собственного ISO, удобная панель управления собственной разработки и посуточная оплата тарифа, который вы можете создать самостоятельно.
Марс когда-то был пригоден для жизни
Привычные нам земные биоценозы в основном держатся на фотосинтезе. В тех случаях, когда он, ввиду отсутствия света, невозможен, микроорганизмы используют для получения энергии самые разные способы, вплоть до весьма неожиданных. Несколько лет назад в Антарктиде нашлись бактерии, которые дышат железом. Это еще не имеет прямого отношения к Марсу, но показывает, что жизнь — крайне изобретательная штука.
Одним из возможных в земных условиях способов получения энергии является использование молекулярного водорода. Разумеется, его должно быть достаточно много.
Свободный водород в недрах любой планеты, включая Марс, образуется в результате распада воды под действием радиоактивного излучения. Имеется в виду «своя» радиоактивность, создаваемая радиоактивными элементами, залегающими в пластах горных пород. Космическая радиация, хотя и сильна, проникнуть вглубь горных пород далеко не может.
Вот размеры этого излучения и его вероятный «выхлоп» и попыталась оценить команда ученых под руководством Джека Мустарда и Джесси Тарнаса из Университета Брауна. В качестве исходных данных использовались замеры марсианской радиоактивности, произведенные гамма-спектрометром зонда NASA «Марс Одиссей». Как уже понятно, они показывают обилие радиоактивных тория и калия в марсианской коре.
Исследователи полагали, что подземных вод для радиолиза было много. Не совсем понятно, насколько это правильно, но надо заметить, что мы не знаем их действительного количества и сейчас.
Проведенные расчеты показали, что 4 миллиарда лет назад количество свободного водорода в марсианской коре было сравнимо с тем, что есть на Земле сейчас. И, в принципе, этот водород мог так же использоваться микроорганизмами.
Это, разумеется, не означает, что на Марсе была жизнь, но возможностей для ее появления стало немножко больше.
С подробностями можно ознакомиться в статье, опубликованной в Earth and Planetary Science Letters
Почему мы не сможем жить на Марсе?
Как известно, уже в 2024 году американский предприниматель Илон Маск планирует отправить на Марс первых поселенцев, которые будут не просто изучать и исследовать Красную планету, но и вести активный поиск полезных ресурсов за пределами Земли. Вместе с тем, несмотря на всеобщую эйфорию по столь знаменательному поводу, у будущей миссии уже сейчас имеется большое количество противников. Так, в 2014 году представители ОАЭ выпустили закон, который запрещает мусульманам летать на Марс, приравнивая полет на эту планету к самоубийству, а ряд космических агентств по всему миру считает, что создание постоянной колонии на Красной планете может оказаться попросту невыгодным вложением средств ввиду большого расстояния между Землей и Марсом и, как следствие, невозможности удешевления необходимых грузовых перевозок для поддержания жизнеобеспечения будущего аванпоста.
Марс — одна из наиболее похожих на Землю планет Солнечной системы
Можно ли выжить на Марсе?
Для того, чтобы попасть на Марс, человеку необходимо преодолеть десятки и сотни миллионов километров космического пространства. Из-за того, что человечество пока еще не располагает достаточным уровнем технологий, необходимых для совершения длительных межпланетных путешествий, полет к Марсу будет представлять собой довольно скучное и однообразное мероприятие, способное свести с ума даже самого стойкого и подготовленного астронавта. Кроме того, по прибытию на Марс, астронавты должны будут научиться противостоять суровым условиям Красной планеты, которых в этом мире, сплошь покрытом ржавчиной, немалое количество.
Красный реголит, покрывающий поверхность Марса, практически полностью состоит из оксида железа и кремнезема
Согласно данным, полученным в результате многолетних наблюдений за Марсом, основными проблемами, которые могут представлять угрозу для здоровья и жизни астронавтов, будут являться малая сила тяжести на планете, высокий уровень радиации на поверхности, сочетающиеся с практически полным отсутствием атмосферы и кислорода, а также весьма низкие температуры, по своим показателям превосходящие даже антарктические. Кроме того, мощные пылевые бури, порой охватывающие целые полушария Марса, будут значительно замедлять прогресс колонизации Красной планеты. Так, для того, чтобы выжить и спасти жизненно важное оборудование первых поселенцев, нам придется научиться прогнозировать возникновение бурь, строить укрытия и искать способы защиты электронной аппаратуры, потеря которой может привести к исчезновению всей марсианской колонии.
Мощная пылевая буря на Марсе
В том случае, если идея о создании земной колонии на Марсе однажды все-таки осуществится, выйти за пределы аванпоста без скафандра будет невозможно по ряду причин. Из-за того, что тонкая марсианская атмосфера состоит на 95% из углекислого газа, участь человека на Красной планете без какой-либо внешней защиты будет решена буквально за пару минут. Кроме того, низкое давление на поверхности Марса, которое составляет всего 0,6% от земного, заставит жидкость в теле человека буквально вскипеть, чем спровоцирует сильное набухание всех тканей организма и разрыв его кровеносных сосудов.
В теории, жизнь на Марсе вполне возможна при условии соблюдения будущими колонистами некоторых правил, которые могли бы поддерживать жизнеспособность как целого аванпоста, так и отдельного астронавта. Однако огромное количество малоприятных нюансов, с которыми будет напрямую связано существование человека в чуждом ему мире, может поставить под угрозу даже самую хорошо спланированную миссию по покорению Красной планеты.
