Готовимся к жизни на Марсе!

Миссия выполнима

Расстояние между Землёй и Марсом варьируется в зависимости от их положения на орбитах вокруг Солнца. При наибольшем сближении оно составляет около 54,6 млн км. В это время пилотируемый полёт в одну сторону займет от 6 до 9 месяцев. Разработка ядерных или ионных двигателей может сократить перелет до 3–4 месяцев.

Американская SpaceX активно работает над снижением стоимости космических путешествий. Корабль Starship предназначен для перевозки до 100 человек или 150 тонн груза за один рейс. Беспилотные миссии компания планирует начать уже через два года, а пилотируемые полёты — в 2028 году. Темп будет расти в геометрической прогрессии, цель — построить за 20 лет самодостаточный город на марсианской земле.

Китай также объявил о планах по исследованию Марса. После успешной посадки марсохода «Чжужун» в мае 2021 года страна запланировала на 2028 год миссию по доставке образцов марсианского грунта, а пилотируемые полеты намечены на 2033, 2035, 2037, 2041 годы и далее. Стратегия включает строительство обитаемой базы на Марсе и освоение его ресурсов.

Роскосмос продолжает участвовать в международных программах, связанных с исследованиями Луны и Марса, однако конкретные планы пилотируемых миссий на Марс пока находятся на стадии концепций.

Заложили фундамент

Добраться до Марса — полдела. Чтобы там жить, нужны надежные и долговечные жилища. Компании по всему миру уже закладывают основу для будущего рынка марсианской недвижимости, разрабатывая 3D-печатные конструкции, которые можно быстро возводить из местных материалов.

ICON, техасская компания, совместно с NASA уже работает над проектом Olympus, цель которого — разработка внеземных строительных систем. Роботизированные принтеры создают прочные жилища, защищающие астронавтов от радиации, холода и низкой гравитации. ICON также построила Mars Dune Alpha — симулятор марсианского жилья в космическом центре NASA в Хьюстоне. Этот объект площадью 158 м2, напечатанный на 3D-принтере, используется для тренировок астронавтов и изучения, как люди будут жить и работать в замкнутом пространстве на Марсе.

Компания AI SpaceFactory предлагает иной подход. Ее конструкция представляет собой вертикальный цилиндр из биополимерного базальтового композита, материала, который можно получить из марсианского реголита. Реголит можно спекать в твердые блоки или смешивать с полимерами для создания легких и прочных конструкций. Двойная оболочка сооружения обеспечивает высокую теплоизоляцию и дополнительную защиту от радиации.

Учёные из CASC (Китайской аэрокосмической корпорации) также экспериментируют с 3D-печатью из марсианского реголита. А Европейское космическое агентство финансирует проекты по разработке автоматизированных строительных роботов для создания защитных куполов и жилых модулей.

Такие подходы позволят создать безопасные и комфортные условия для жизни в суровых марсианских условиях. «Уютный дом с видом на кратер Езеро, солнечные панели и парковка для марсохода!» — объявления о продаже марсианского жилья уже не кажутся такими фантастичными.

Шпинат и редиска

Конечно, ни одно поселение не выживет без продовольствия, и Марс не исключение. Сельскохозяйственные и агротехнологические компании уже разрабатывают решения для экстремальных условий, подобных марсианским.

Вертикальное земледелие — один из наиболее перспективных методов. Такие фермы эффективно используют пространство, минимизируя потребность в почве, воде и солнечном свете. Американская компания AeroFarms усовершенствовала этот метод – ей удалось снизить потребление воды до 95% по сравнению с традиционным земледелием. Шпинат, редис, томаты черри и клубнику она научилась выращивать без почвы, нужно лишь опрыскивать корни питательными растворами.

Гидропоника позволяет выращивать растения в водных растворах вместо почвы. Еще одна американская компания Plenty разработала гидропонные системы для быстрого выращивания овощей и зелени. Автоматизированные системы с использованием искусственного интеллекта оптимизируют условия выращивания и минимизируют отходы — ключевые характеристики для марсианских условий.

Ученые в Китае также активно развиваются агротехнологии. В прошлом году в городе Чэнду была запущена первая в мире 20-этажная вертикальная ферма. На ферме работают роботы, а на выращивание салата здесь уходит всего 35 дней (вместо 50-60 дней при традиционных методах). Это стало возможно благодаря системе управления на основе искусственного интеллекта, которая точно настраивает количество света и удобрений, подаваемых растениям. «Автономная овощная фабрика» потенциально применима и в марсианских колониях.

Питая надежду
Энергетика — один из ключевых секторов, обеспечивающих колонизацию далекой Красной планеты. Солнечная энергия остается наиболее перспективным вариантом, несмотря на то, что Марс получает лишь 43% солнечного света по сравнению с Землёй. Tesla и First Solar уже адаптируют фотоэлектрические технологии для слабого освещения и частых пылевых бурь. Например, разрабатывают самоочищающиеся панели, способные удалять марсианскую пыль — одну из главных угроз для солнечных энергосистем.

Однако продолжительные пылевые бури могут затмить свет на недели, существенно снижая эффективность панелей. Чтобы решить проблему, NASA и другие организации разрабатывают компактные атомные энергетические системы. Примером является проект Kilopower — портативные ядерные реакторы, работающие на уране. Они лёгкие, модульные и способны вырабатывать электроэнергию на протяжении многих лет без дозаправки.

Китай также активно готовит альтернативные решения. Инженеры из LONGi Green Energy и Университета Чжуншань имени Сунь Ятсена достигли успеха в разработке солнечных панелей с эффективностью 27,09%, что значительно превосходит большинство доступных решений. Кроме того, два года назад Китай успешно испытал ядерный реактор для космических кораблей, а в 2024 году представил прототип ядерного двигателя для марсианских миссий.

Солнечные панели смогут покрывать ежедневные потребности при ясной погоде, а ядерные реакторы обеспечат надёжное электроснабжение ночью и во время пылевых бурь.

Побочный эффект
Жизнь на Марсе — не отдых в Сочи. Планета с пылевыми бурями, минусовыми температурами и атмосферой, которой едва хватит на хриплый «привет», требует, чтобы каждое решение было одновременно гениальным и максимально дешевым. Зато изобретатели, которым удается решить эти проблемы, прокладывают путь не только к освоению Марса, но и к улучшению нашей жизни.

Разработка высокоэффективных и легких солнечных панелей, способных работать в условиях слабого освещения и пыльной среды, уже нашла применение на нашей планете. Компании адаптируют тонкоплёночные солнечные элементы для портативных систем, которые можно быстро развернуть в отдалённых районах или при ликвидации последствий катастроф. Технологии, созданные с прицелом на космос, теперь обеспечивают энергией медицинское оборудование, аварийные станции и дроны, которые летают над затопленными территориями, не давая спасателям потерять ни секунды.

Пилотируемый полёт на Марс ещё впереди, но технологии уже решают проблемы продовольствия здесь, на Земле. Стремление выращивать провизию в замкнутых пространствах с минимальным использованием воды вдохновило предпринимателей на создание вертикальных ферм, которые буквально расцветают в пустынях и среди городских бетонных джунглей.

Роботы и автономные системы марсоходов нашли применение и в климатически сложных условиях нашей планеты. Алгоритмы навигации и искусственного интеллекта теперь управляют горнодобывающими машинами и автономными тракторами, которые пашут без перерыва на сон и обед.

И всё же остаётся главный вопрос: кто первым разместит марсианский стартап на межпланетной фондовой бирже или откроет счёт в первом на Марсе цифровом банке? На новой планете всё начинается с чистого листа — и это не так уж плохо.