Какие полезные ископаемые есть на марсе

Если мы хотим основать долговременные колонии на Марсе, нам необходимо научиться жить на нём в автономном режиме.

Амбициозные экспедиции всегда нацелены на поддержание самодостаточности, и это намерение становится особенно актуальным, когда речь идёт о путешествии на другую планету. Активное снабжение с Земли будет невероятно затратным, поэтому для успешной колонизации Красной планеты нам критически важно исследовать и использовать её собственные ресурсы.

Марс может быть сухим и холодным, однако он располагает большим количеством ценных ресурсов, которые астронавты могут добывать и использовать для нужд своих поселений. К примеру, они могут генерировать кислород и ракетное топливо, извлекая сырьё из разряжённой, наполненной углекислым газом атмосферы планеты. А необходимую для жизни воду добывать из почвы под ногами.

«Мы знаем, что марсианская почва содержит воду», говорит президент и основатель некоммерческого общества «Mars Society» Роберт Зубрин. «Даже на экваторе вода составляет 5 процентов её веса; в Арктических регионах она составляет 60 процентов. И мы уже разработали технологию, которая позволяет извлечь воду из грунта и сделать её пригодной для употребления».

Эта вода вместе с большим количеством углекислого газа на Марсе позволит выращивать растения для еды и изготовления некоторых необходимых предметов – таких, например, как одежда.

Оксиды железа и кремния также весьма распространены на Марсе, поэтому поселенцы смогут изготавливать железо, сталь и стекло. Доступность воды и СО2 позволит колонистам создавать некоторые пластики.

«Человеческая цивилизация на Земле была построена на железе, стали и натуральных волокнах до 20 века», говорит Зубрин. «Мы можем сделать то же самое на Марсе».

Сложные продукты, вроде компьютерных чипов, придётся в течение долгого времени импортировать с Земли, однако большинство подобных предметов будут лёгкими – что значительно снизит вес, а следовательно, и стоимость таких грузовых миссий.

Энергия для нового общества

Жизнь на Марсе потребует значительных объёмов энергии. И хотя солнечные панели и радиоизотопные термоэлектрические генераторы справляются с питанием роверов NASA на поверхности планеты, для человеческих поселений потребуются другие стратегии.

В настоящее время NASA исследует несколько возможных вариантов, включая более эффективные топливные элементы и усовершенствованные батареи. Подобные технологии помогут поддержать первые шаги колонистов на Красной планете, однако долговременное общество на Марсе потребует более мощных источников энергии. И, по мнению Роберта Зубрина, такой источник может быть найден под землёй.

Некоторые марсианские вулканы извергались последний раз всего несколько сотен миллионов лет назад, а орбитальные аппараты обнаружили следы подземных вод, которые могут существовать на холодной планете только в присутствии внутреннего подземного источника тепла.

Всё это говорит о том, что под поверхностью планеты можно найти источники геотермальной энергии, которая, к слову, является четвёртым по значимости источником здесь на Земле, после ископаемого топлива, ядерной и гидроэлектрической энергии. Для получения доступа к ней необходимо пробурить кору планеты, что может также потенциально дать доступ к жидкой воде. Для этого первоначального бурения можно использовать ядерную энергию.

На пути к самодостаточности

В долгосрочной перспективе марсианские колонии должны найти способ поддерживать себя финансово, и самостоятельно оплачивать импортируемые на планету товары. Поселенцы могут добывать и посылать на Землю золото и другие ценные металлы, однако перевозить такие тяжёлые материалы — чрезвычайно дорого. Наиболее вероятно, что главной статьёй экспорта марсианских колоний станет интеллектуальная собственность.

Условия жизни на Марсе станут чрезвычайно мощным стимулятором для инноваций, также как это происходило во времена покорения различных фронтиров на Земле.

«Как правило, вы сталкиваетесь с суровым недостатком рабочей силы и невероятно сложными условиями среды, и таким образом вы вынуждены изобретать новые методы и технологии», говорит Зубрин. «Именно в этом причина расцвета культуры изобретательства в Америке в 18, 19 и даже 20-м веках».

Наиболее перспективными областями для инноваций на Марсе будут робототехника и сельское хозяйство. А если на планете когда-нибудь будут найдены местные формы жизни, их геномы будут невероятно ценны, как с научной, так и с финансовой точки зрения.

Следующая остановка — Марс

Высадка на Марс является главной целью программы космических полётов NASA, и космическое агентство является не единственной организацией, которая мечтает ступить на Красную планету.

Голландская некоммерческая программа «Mars One» намерена высадить четверых людей на планету в 2023 году в качестве авангарда будущего постоянного поселения. По её оценкам, начальная миссия будет стоить около 6 миллиардов долларов, и для оплаты этих издержек ассоциация планирует организовать вокруг миссии глобальное медийное событие.

Также миллиардер-предприниматель Элон Маск, основатель частной космической компании SpaceX, заявил в прошлом году о своём намерении помочь в организации марсианской колонии для 80 тысяч человек.

В общем и целом, идея колонизации Красной планеты уже назрела и витает в воздухе. И рано или поздно, она обязательно начнётся.

источник

Год 2038-й. Спустя 18 месяцев жизни и работы на поверхности Марса команда из шести исследователей садится обратно в космический аппарат и возвращается на Землю. На планете не осталось ни одной живой души, но работа здесь не останавливается ни на минуту. Автономные роботы продолжают добычу полезных ископаемых и доставляют их для переработки на фабрику химического синтеза, которая была построена за несколько лет до того, как на Марс впервые ступила нога человека. Фабрика производит из местных ресурсов воду, кислород, а также ракетное топливо, рутинно подготавливая запасы для следующей экспедиции, которая прибудет сюда через два года.

Эта роботизированная фабрика никакая не научная фантастика. Это проект, над которым в настоящий момент трудятся сразу несколько научных команд аэрокосмического агентства NASA. Одна из них, Swamp Works, работает в Космическом центре Кеннеди во Флориде. Официально разрабатываемая ими установка называется «системой утилизации ресурсов in situ» (ISRU), однако люди, которые над ней работают привыкли называть ее пылеулавливающей фабрикой, потому что она перерабатывает обычную пыль в ракетное топливо. Эта система однажды позволит людям жить и работать на Марсе, а также возвращаться при необходимости обратно на Землю.

Зачем вообще что-то синтезировать на Марсе? Почему просто не привезти все необходимое туда с Земли? Проблема в стоимости этого удовольствия. По некоторым оценкам доставка одного килограмма полезной нагрузки (например, топлива) с Земли на Марс — то есть, вывод этого килограмма на низкую околоземную орбиту, отправку его к Марсу, замедление космического аппарата при выходе на орбиту планеты и наконец безопасную посадку на поверхность – потребуется сжечь 225 килограммов ракетного топлива. Соотношение 225:1 – та еще эффективность. При этом те же цифры будут характерны при использовании любого космического корабля. То есть, для доставки той же тонны воды, кислорода или технического оборудования на Красную планету потребуется сжечь 225 тонн ракетного топлива. Единственный способ избавить себя от такой затратной арифметики – собственное производство воды, кислорода или того же топлива на месте.

Сразу несколько исследовательских и инженерных групп в NASA работают над решением различных аспектов этой проблемы. Например, команда Swamp Works из Космического центра Кеннеди недавно начала сборку всех отдельных модулей системы добычи полезных ископаемых. Установка представляет собой ранний прототип, но сочетает в себе все детали, которые будут необходимы для работы пылеулавливающей фабрики.

Долгосрочный план NASA направлен на колонизацию Марса, но сейчас агентство сконцентрировало все свои силы и внимание на Луне. Таким образом проверка большей части разрабатываемого оборудования будет проводиться сперва на лунной поверхности, что в свою очередь позволит решить все возможные проблемы, чтобы избежать их в будущем при использовании установки на Марсе.

Пыль и грязь на внеземном космическом теле принято называть реголитом. В общем смысле речь идет о вулканической породе, которая за несколько миллионов лет под воздействием различных погодных условий превратилась в мелкий порошок. На Марсе под слоем коррозийных минералов железа, которые дают планете ее знаменитый красноватый оттенок, лежит толстый слой кремниевых и кислородных структур, соединенных с железом, алюминием и магнием. Добыча этих материалов представляет собой очень сложную задачу, поскольку запасы и концентрация этих веществ может варьироваться от одной области планеты к другой. К сожалению, эта задача усложняется еще и низкой гравитацией Марса – копать в таких условиях, используя преимущество массы гораздо сложнее. На Земле для добычи полезных ископаемых мы обычно используем большие машины. Их размеры и вес позволяют прилагать достаточно усилий для того, чтобы «вгрызаться» в грунт. Везти на Марс такую роскошь будет совершенно непозволительно. Помните проблему стоимости? С каждым граммом, который будет отправлен на Марс, цена всего запуска будет постоянно возрастать. Поэтому в NASA работают над тем, как производить добычу минералов на Красной планете с использованием легковесного оборудования.

Космический экскаватор. NASA разрабатывает роботизированный экскаватор с двумя противоположными барабанными ковшами, вращающимися в противоположном друг от друга направлении. Такой подход позволит машине работать в условиях низкой гравитации и исключит необходимость в приложении больших усилий

Знакомьтесь, RASSOR (Regolith Advanced Surface Systems Operations Robot) – автономный добытчик, разработанный с единственной целью – копать реголит в условиях низкой гравитации. При разработке RASSOR (читается как «рейзор» — от английского «лезвие») инженеры NASA уделили особое внимание его системе силовых приводов. Последние состоят из моторов, редукторов и других механизмов, составляющих основную массу всей установки. Здесь используются бескаркасные двигатели, электромагнитные тормоза, а также, среди прочих вещей, 3D-напечатанные титановые корпуса – все для того, чтобы минимизировать общий вес и объем конструкции. Как итог, система обладает примерно в половину меньшей массой, по сравнению другими приводами, имеющими аналогичные технические характеристики.

Для рытья RASSOR использует два оппозиционных барабанных ковша, каждый из которых оснащен несколькими зубьями для захвата материала. При движении аппарата барабанные ковши вращаются. Приводы, которые их удерживают, опускаются и барабаны, полые внутри, в буквальном смысле срезают верхний слой поверхностного реголита. Другими словами, комбайн производит забор лишь верхнего слоя материала, а не роет вглубь. Еще одной ключевой особенностью RASSOR является оппозитная конструкция – барабаны вращаются в разных направлениях. Это позволяет не применять большие усилия для забора грунта в условиях низкой гравитации.

Как только барабаны RASSOR заполняются, робот прекращает сбор и движется в сторону перерабатывающей фабрики. Для разгрузки реголита машина просто вращает барабаны в противоположном направлении – материал падает через те же отверстия в барабанах, через которые производился его сбор. Имеющая у фабрики своя роботизированная рука-подъемник собирает доставленный реголит и отправляет его на загрузочную ленту фабрики, которая в свою очередь доставляет материал в вакуумную печь. Там реголит будет разогреваться до высоких температур. Содержащиеся в материале молекулы воды будут выдуваться сухой газодувкой, а затем собираться с помощью охлаждающего термостата.

Вы возможно задаетесь вопросом: «а разве марсианский реголит изначально не сухой?». Сухой, но не везде. Все зависит от того, где и как глубоко вы будете копать. В некоторых областях планеты всего в нескольких сантиметрах под поверхностью имеются целые пласты водного льда. Еще ниже могут находиться сернокислая известь и песчаники, в которых может содержаться примерно до 8 процентов воды от общей массы массива.

После конденсации отработанный реголит выбрасывается обратно на поверхность, где RASSOR может его подобрать и отвезти в более удаленное от фабрики место. Эти «отходы» на самом деле представляют собой очень ценный материал, поскольку из него при помощи технологий 3D-печати, которые в настоящий момент также разрабатываются в NASA, можно будет создавать защитные сооружения для поселения, а также дороги и посадочные площадки.

Схема добычи полезных ископаемых на Марсе в картинках:

Разработка: Колесный робот производит забор реголита вращающимися ковшами с забороными отверстиями

Транспортировка: Вращающиеся в обратном направлении ковши-барабаны разгружают реголит в роботизированную руку фабрики

Переработка: Для извлечения воды из реголита его разогревают в печи, где происходит электролиз водорода и кислорода

Передача: После получения определенного объема вещества, другая роботизированная рука, оборудованная специальной защитной закрытой системой, загружает его на мобильный роботизированный танкер

Доставка: Танкер доставляет воду, кислород и метан к жилищу людей и выгружает их в резервуары длительного хранения

Использование и хранение: Астронавты будут использовать воду и кислород для дыхания, а также выращивания растений; топливо будет храниться в виде криогенных жидкостей для будущего использования

Вся вода, которая будет добываться из реголита, будет проходить тщательную очистку. Модуль очистки будет состоять из многофазной системы фильтрации, а также нескольких деионизирующих подложек.

Жидкость будет использоваться не только для питья. Она станет важнейшим компонентом для производства ракетного топлива. При расщеплении молекул H2O с помощью электролиза на молекулы водорода (H2) и кислорода (O2), а затем компрессии и превращении в жидкость, можно будет синтезировать топливо и окислитель, которые наиболее часто применяются в жидкостных ракетных двигателях.

Сложность заключается в том, что жидкий водород должен храниться при экстремально низких температурах. Для этого NASA хочет превращать водород в тот вид топлива, который будет проще всего хранить: метан (CH4). Это вещество можно получить при соединении водорода и углерода. Где добывать углерод на Марсе?

К счастью, на Красной планете его очень много. Марсианская атмосфера на 96 процентов состоит из молекул углекислого газа. Захват этого углерода – задача специальной морозильной установки. Если говорить простыми словами, она будет создавать из воздуха сухой лед.

Получив с помощью электролиза водород и добыв углеродный газ из атмосферы, с помощью химического процесса — реакции Сабатье — их можно будет соединить в метан. Для этого NASA разрабатывает специальный реактор. В нем будут создаваться необходимые давление и температура для поддержания реакции превращения водорода и углекислого газа в метан и воду в качестве побочного продукта.

Следующей интересной деталью перерабатывающей фабрики является омбилическая роботизированная рука для передачи жидкостей к цистерне мобильного танкера. Необычное в этой системе то, что она особым образом защищена от внешней среды и в частности пыли. Реголитная пыль очень мелкая и способна проникнуть практически везде. Поскольку сам реголит состоит из раскрошившейся вулканической породы, он очень абразивный (цепляется буквально ко всему), что может создать серьезные проблемы для работы оборудования. Лунные миссии NASA в прошлом показали насколько опасно это вещество. Оно нарушало показания электроники, приводило к заклиниванию механизмов, а также становилось причиной сбоев в термоконтроллерах. Защита электрических и жидкостных каналов передачи роботизированной руки, как и любой очень чувствительной электроники, является для ученых одной из самых приоритетных задач.

Программирование омбилической роботизированный руки для подключения к мобильному танкеру. Манипулятор будет использоваться для заправки танкеров жидким топливом, водой и кислородом

На каждой стороне омбилической камеры, установленной на роботизированный манипулятор, находятся дверцы, действующие как воздушные шлюзы, предохраняющие все внутренние каналы от пыли. Для соединения камеры с механизмом танкера требуется выполнить три шага: во-первых, после заполнения камеры требуется надежно закрыть дверцы с обоих сторон, чтобы создать защитный антипылевой барьер. Во-вторых, в каждой из дверей омбилической камеры необходимо открыть небольшие уплотнительные отверстия, через которые будет предоставляться доступ к каналам передачи ресурсов, установленным на специальной движущейся пластине. В-третьих, требуется выровнять положение каналов передачи омбилической камеры и каналов приема материала механизмом танкера, точно соединив между собой как электрические, так и жидкостные коннекторы.

Роботизированный манипулятор топливоперерабатывающей фабрики будет помещать омбилическую камеру на мобильный роботизированный танкер, а затем разгружать произведенные материалы. Система заправки в этом случае будет очень походить на заправочные станции на Земле, но вместе бензина, она будет перекачивать воду. Или жидкий кислород. Или жидкий метан. Или все вместе сразу.

Недавно инженеры, занимающиеся разработкой этого проекта, провели тестовую демонстрацию установки во Флориде. На этом этапе ученым пришлось прибегнуть к моделированию процессов электролиза и самой печи для сокращения расходов и сложности установки. Кроме того, была проведена симуляция получения с помощью воды трех продуктов переработки. Но в этом случае уже использовались прототипы как аппаратных, так и программных средств для всех частей установки.

Объединив все части вместе, инженеры Swamp Works смогли выяснить наличие тех или иных проблем в дизайне, а также определить некоторые важные детали, которые невозможно было бы определить, если бы подобные тесты проводились уже на последних стадиях разработки и интеграции. По словам разработчиков, быстрое создание прототипа и ранняя интеграция являются отличительный подходом к работе их команды. Благодаря этому можно быстро выяснить работоспособность той или иной идеи, а также определить все имеющиеся недостатки еще на ранней стадии.

Суть марсианской ракетно-топливной фабрики заключается в том, что все это оборудование будет упаковано в небольшую удобную коробку, доставлено на Красную планету, а затем самостоятельно распакуется и приступит к выполнению своей задачи задолго до того, как на Марс прибудут первые люди. Разработка пилотируемых экспедиций на Марс будет зависеть от эффективности этой автономной фабрики. Ведь без нее люди не смогут вернуться обратно на Землю по завершению своей вахты. Кроме того, в NASA также работают команды, которые занимаются вопросами выращивания всевозможных продуктов питания (включая картофель). Новый урожай планируется выращивать опять же автономным способом во время отправки людей Марс и их полетов обратно на Землю, чтобы людей всегда ждал свежий урожай.

В общем, проект по-настоящему гигантский и требует тщательной подготовки.

У NASA имеется большой запас опыта работы автономных роверов и посадочных модулей на Марсе. Например, самые последние марсоходы – «Кьюриосити», высадившийся на Красную планету в 2012 году и «Марс 2020», который отправится туда в 2020 году – обладают и будут обладать высоким уровнем автономности. Однако создание, доставка и использование марсианской ракетно-топливной фабрики в долговременной перспективе и с максимальным уровнем автономности потребует использования таких технологий, которые выведут космическую инженерию на совершенно новый уровень.

Для испытания робота-экскаватора NASA использует закрытую площадку, засыпанную более чем сотней тонн раздробленной вулканической породы. Минералы служат в качестве аналога мельчайшей и абразивной марсианской пыли

Для начала космической колонизации ученым и инженерам предстоит решить множество технических задач. Например, очень важно определить, подходит ли каждая разрабатываемая подсистема установки по добыче природных марсианских ресурсов для масштабирования. Сможет ли она удовлетворять все потребности и выйти на тот уровень пропускной способности, который будет необходим в рамках пилотируемых миссий на Красную планету.

Согласно недавним подсчетам специалистов NASA, подобная система примерно за 16 месяцев должна будет производить около 7 тонн жидкого метана и около 22 тонн жидкого водорода. Исходя из этого, для максимальной отдачи необходимо очень точно определить наиболее подходящие места для развертывания фабрики по сбору и переработке ресурсов. Кроме того, необходимо рассчитать сколько экскаваторов RASSOR потребуется доставить на Марс, а также сколько часов в сутки им необходимо будет работать, чтобы выйти на заданный план добычи. В конце концов нужно понять насколько большой должна быть морозильная установка для углерода, реактор Сабатье, а также сколько все это добро будет потреблять энергии.

Также ученым необходимо предусмотреть возможные форс-мажорные проблемы, которые могут помешать добыче и переработке ресурсов, потенциально задержав отправку следующей экспедиции на Красную планету. Необходимо оценить все возможные риски, связанные с этими проблемами и заранее разработать правильные и быстрые пути их решения, возможно оснастив систему дублирующими элементами для временной замены вышедшего из строя оборудования.

Необходимо убедиться, что роботизированные технологии смогут поддерживать операционную деятельность без остановки и необходимости в обслуживании в течении нескольких лет, поэтому их разработка будет проходить в строгом соответствии с установленными стандартами. Например, потребуется максимально снизить объем использующихся двигающихся частей. Таким образом можно будет минимизировать воздействие реголитной пыли на эффективность всей системы. Если же подойти к вопросу с другой стороны и начать разрабатывать двигающиеся части с более высокой устойчивостью к пыли, то это не только усложнит всю систему в целом, но еще и добавит к ней лишнего веса, который, как уже говорилось, равноценен золоту.

Ученым также предстоит выяснить, каким образом и в каких пропорциях мелкий и твердый реголит смешан со льдом под поверхностью Марса. Эти данные помогут более эффективно подготовить экскаваторы для добычи ресурсов. Например, текущая версия ковша RASSOR наиболее приспособлена для сбора реголита, смешанного с кусковым льдом. Однако данный дизайн будет менее эффективен при необходимости «вгрызаться» в более крупные пласты твердого льда. Для разработки более подходящего оборудования необходимо получить точное представление о распределении льда на Маре. Другой вариант – разработать более прочное, более сложное, более тяжелое и универсальное оборудование, которое сможет работать с любым видом почвы и плотностью ледяных пластов. Но, опять же, это лишние траты.

Еще нужно решить вопросы, связанные с долгим хранением сверхохлажденных жидкостей. Технологии хранения веществ и материалов под высоким давлением постоянно совершенствуются, но смогут ли современные технологии работать на поверхности Марса продолжительное количество времени?

В общем, в ближайшие годы ученые NASA будут заниматься решением всех этих проблемных вопросов. Инженеры Swamp Works в свою очередь продолжат повышать эффективность и готовность всех разрабатываемых компонентов их системы. Экскаваторы планируют сделать еще более крепкими и легкими. После этого планируется приступить к их испытаниям в искусственно созданных и максимально приближенных к марсианским условиях. Ученые также хотят повысить качество и эффективность печи, системы электролиза, а также разработать масштабируемую модель реактора Сабатье и холодильной установки для производства углерода. Разработчики уверены, что решение этих и многих других задач, приведет к тому, что пылесборочный прототип перестанет быть прототипом и в конце концов займется настоящей работой на поверхности Марса, обеспечивая будущих колонистов всеми необходимыми для жизни ресурсами.

Обсудить разработку марсианских экскаваторов и ресурсоперерабатывающей фабрики можно в нашем Telegram-чате.

источник

Новое исследование обнаружило, что вероятным источником странного месторождения полезных ископаемых вблизи места посадки следующего марсохода НАСА стал пепел от древних извержений вулкана.

Исследование, опубликованное в журнале Geology, поможет ученым составить график вулканической активности и условий окружающей среды на молодом Марсе.

«Это одно из наиболее ощутимых доказательств того, что эксплозивный (взрывной) вулканизм часто происходил на раннем Марсе», — сказал Кристофер Кремер, аспирант Университета Брауна, который руководил работой. «Понимание активности извержений на раннем Марсе важно для понимания водного баланса в марсианской магме, обилия подземных вод и толщины атмосферы».

Эксплозивные извержения происходят, когда газы растворяются в подземной магме. Когда давление растворенного газа больше, чем может выдержать горная порода, она взрывается, отправляя в воздух огненное облако пепла и лавы. Ученые считают, что такого рода извержения должны были происходить очень рано в марсианской истории, когда было больше воды для смешивания с магмой. Когда планета высохнет, эксплозивные извержения утихнут и уступят место эффузивным, более легкому изливу лавы на поверхность. По словам Кремера, существует множество доказательств эффузивной фазы на марсианской поверхности, но доказательства ранней взрывной фазы нелегко обнаружить с помощью орбитальных инструментов.

Это новое исследование рассматривало месторождение в области под названием Nili Fossae, которая долгое время представляла интерес для ученых. Месторождение богато минеральным оливином. Это говорит о том, что оно начинается глубоко под землей, но неясно, как материал попал на поверхность. Некоторые исследователи предположили, что это еще один пример эффузивного потока лавы. Другие предположили, что материал был извлечен из-за сильного удара астероида — удара, который сформировал гигантский бассейн Исидис, в котором находится месторождение.

Для этого исследования Кремер и его коллеги из Брауна использовали изображения с высоким разрешением, полученные Mars Reconnaissance Orbiter, чтобы детально изучить геологию месторождения. Работа показала, что месторождение равномерно распространяется по поверхности в виде длинных непрерывных слоев, равномерно покрывающих холмы, долины, кратеры и другие объекты. Это равномерное распределение намного больше соответствует падению пепла, чем потоку лавы. Поток лавы накапливался бы в низменных районах и оставлял тонкий след в горной местности.

Исследователи утверждают, что пепел также помогает объяснить необычные минеральные признаки месторождения. Оливин демонстрирует признаки широко распространенного изменения в результате контакта с водой — гораздо большее изменение, чем в других отложениях оливина на Марсе.

По словам исследователей, данные с орбиты склоняют мнение к пеплу. Но команде не придется долго полагаться только на орбитальные данные. Планируется, что марсоход НАСА Mars 2020 приземлится в кратере Джезеро, который находится в пределах месторождения оливина. Район, богатые оливином, почти наверняка станет одной из целей разведки ровера, и поможет окончательно разъяснить, что это за месторождение.

источник

В нынешнем апреле группа инвесторов совместно с несколькими ветеранами аэрокосмической области учредила новую компанию, Planetary Resources, чья задача состоит в разработке полезных ископаемых, содержащихся в астероидах. «Ставка на прорыв в научно-технической сфере подразумевает исключительный коммерческий риск», — говорит сопредседатель в правлении этого стартапа Питер Диамандис. Компания поддерживается такими первопроходцами в технической сфере, как гендиректор компании Google Ларри Пейдж, кинорежиссер и изобретатель Джеймс Кэмерон, гуру программирования из компании Microsoft Чарльз Симоний. Конечно, все эти люди не рассчитывают на быстрый возврат инвестиций. «Полеты к астероидам начнутся уже через несколько лет, — говорит другой сопредседатель Эрик Андерсон, — но мы планируем нашу деятельность в расчете на столетнюю перспективу развития этой отрасли».

Прежде чем начать добычу полезных ископаемых в космосе, компании Planetary Resources нужно подобрать астероид, который пообещал бы при разработке хорошую экономическую отдачу. Однако астероиды — это не звезды, а небольшие темные небесные тела, которые очень трудно разглядеть через толщу земной атмосферы. Лучше всего было бы охотиться на них с помощью телескопа, подвешенного в космическом пространстве. Вот почему в штаб-квартире компании Planetary Resources, расположенной в Бельвю, штат Вашингтон, президент компании, а по совместительству и ее главный инженер Крис Левицки уже приступил к сборке телескопа серии Arkyd 100. Это будет первый космический телескоп во владении частной компании.

Воду. Хондритовый астероид (С-типа) диаметром всего 7 м может содержать в себе 100 тонн воды. Она может потребоваться для синтеза ракетного топлива или для жизнеобеспечения астронавтов.
Металлы. Металлический астероид размером 24 м может содержать 33000 тонн пригодного к использованию металла. Одной только платины в нем содержится количество, эквивалентное 50 миллионам долларов. Вот только смогут ли космические згорнодобытчики воспользоваться этими богатствами?

Космический аппарат весом всего 20 кг будет поменьше и попроще, чем любой из космических телескопов, построенных на государственные средства. Hubble, например, обошедшийся казне в полтора миллиарда долларов, имеет первичное зеркало диаметром 235 см, а зеркало телескопа Arkyd составит в диаметре всего-то 22,5 см. Hubble обладает широким полем зрения и набором инструментов, позволяющих сканировать глубины космического пространства. Arkyd нацелен на гораздо более простую задачу — поиск объектов пределах Солнечной системы. Малые размеры — большая экономия. Стоимость вывода таких аппаратов на орбиту можно радикально снизить, запуская их в качестве дополнительного груза вместе с крупными спутниками на чужих ракетах-носителях.

Planetary Resources собирается построить целый флот таких малоразмерных космических телескопов, снизив стоимость каждого как минимум до $10 млн. Такая стратегия позволяет и подстраховаться на случай отказа одного из аппаратов. «Необходимо поставить эту работу на конвейер, — говорит Левицки (ранее он в Лаборатории реактивного движения занимался темой полетов на Марс). — Неправильно было бы вложить все средства в один драгоценный аппарат, чтобы потом носиться с ним как с писаной торбой».

10 вопросов, на которые наука до сих пор не нашла ответа

НАСА сфотографировало рентгеновское небо вращающейся камерой

На этом этапе компания уже совершит первую попытку окупить свои капиталовложения, сдавая в аренду аппараты Arkyd 100. Телескопы космического базирования могут заинтересовать и астрономов, и тех ученых, которым было бы интересно исследовать земную поверхность с разрешением около 2 м на пиксель. Первый свой аппарат Planetary Resources планирует запустить уже к концу 2013 года, а какова будет стоимость аренды, руководство компании пока не решило.

При разработке космических полезных ископаемых вода будет цениться намного дороже золота. Ее ценность становится наглядной, если вспомнить, из каких элементов она состоит. Водород — то самое, что нужно для перезарядки топливных элементов, при повторном соединении водорода с кислородом мы получим весьма энергоемкое топливо. Воду намного дешевле будет находить в космосе, чем доставлять с Земли. Ведь запуск в космос каждого килограмма обойдется в десятки тысяч долларов. Компания Planetary Resources может извлекать прибыль, продавая добытую в космосе воду каким-либо государственным космическим агентствам или частным космоперевозчикам. Цена такой воды может быть ниже, чем стоимость ее доставки с Земли, и при этом такая торговля может оказаться весьма прибыльной.

Лучшими источниками H2O могут считаться астероиды из углеродистого хондрита. Как говорит Джон Льюис, заслуженный профессор Университета Аризоны и автор книги «Полезные ископаемые в небесах», упомянутые выше астероиды (их еще называют астероидами С-класса) имеют рыхлую, хрупкую структуру. «Кубик такого минерала можно раздавить, просто сжав между большим и указательным пальцами». На таком астероиде бурение не потребуется — чтобы извлечь воду, достаточно будет просто скоблить его поверхность.

Сотрудник NASA стоит перед шестью сегментами главного зеркала из космического телескопа Джеймса Уэбба. Пионеры внеземной геологоразведки станут первыми частными владельцами космических телескопов. Возможно, они даже будут сдавать их в аренду.

Космические телескопы засекли какой-то перспективный в плане разработки космический объект. Теперь у нас есть только один способ выяснить, чего стоят содержащиеся в нем ресурсы — подобраться к нему поближе.

Дальнейший сценарий в компании Planetary Resources представляют себе так. Целая стая роботов-разведчиков направляется в сторону обнаруженного астероида (он относится к классу «околоземных астероидов» или NEA) и облетает его со всех сторон. «Наши межпланетные зонды будут стоить во много раз меньше, чем нынешние модели, а для этого необходимо радикально изменить подход к задаче», — говорит Диамандис. Новый вид реактивного движителя, который при этом имеется в виду, агентство NASA уже дважды использовало в исследованиях глубокого космоса. Речь идет ионном двигателе, в котором поток ионизированного газа (ксенона), разгоняются в электростатическом поле. В результате формируется тяга, которая неспешно, в течение нескольких лет способна разогнать космический аппарат до приличных скоростей. Процесс довольно медленный, но к финишу скорость может превышать 300 000 км/час.

Интересующие нас астероиды будут, скорее всего, иметь в диаметре километр-полтора. Небесные тела таких размеров слишком малы, чтобы породить заметную силу притяжения. Посадка космического аппарата на такой «камень» просто невозможна. Здесь, скорее, следует говорить о «стыковке». Зонд медленно приблизится к поверхности астероида, мягко коснется цели, после чего нужно будет задействовать что-то вроде якоря. Если для этой цели использовать кошки или крючья, есть вероятность, что якорная лапа выворотит из поверхности кусок породы, а сам аппарат, ударившись, отлетит от астероида. Разумнее было бы использовать какие-то буровые устройства, которые могли бы ввинчиваться в посадочную площадку, надежно удерживая аппарат на поверхности планеты.

После этого робот может провести химический анализ породы, определить, есть ли там вода и какие-либо металлы. Результаты анализа будут переданы на Землю. Идеальным для такого экспресс-анализа можно было бы считать спектроскоп на базе лазерно-индуцированного пробоя среды (LIBS). При этой методике под воздействием лазерного луча поверхность образца испаряется, после чего соответствующие датчики могут анализировать свет, излученный плазмой, возникшей в результате испарения, и фиксировать наличие в образце тех или иных элементов. Первые аппараты, построенные на принципе LIBS, ChemCam, будут задействованы при исследовании чужих миров, когда ровер Curiosity достигнет Марса на борту отправленного NASA космического аппарата.

Астероид пойман и готов к доставке. Для дальнейшего обследования и переработки астероиды можно подтащить поближе к Земле. В своем апрельском отчете Институт космических исследований Кека, действующий при Калифорнийском технологическом институте, расписал, как можно было бы перевести один из астероидов на лунную орбиту. Такое космическое тело могло бы стать для астронавтов весьма привлекательной тренировочной площадкой. «Выполнение этой программы будет очередным шагом на пути в солнечную систему», — говорит один из руководителей проекта Луис Фридман. На иллюстрации: 1.Обмеры. Комплекс лазеров и радаров выдает информацию о размерах астероида. После этого космический аппарат развертывает свой высокопрочный сачок до нужного размера. Конструкция из надувных лап, соединенных между собой тросами, должна плотно охватить пойманный астероид. 2.Отлов жертвы. Итак, астероид пойман в сачок. Датчики, закрепленные на конструкции снаружи, позволяют убедиться, что астероид не греется и не теряет свой водный запас. 3.Доставка домой. Аппарат отправляется в долгий обратный путь к лунной орбите. Эта дорога может занять шесть лет, и только по прибытии будет начата разработка астероида.

Зонд-разведчик может также пометить выбранный астероид, закрепив на его поверхности радиомаячок. Как утверждают в руководстве компании, такой маячок нужен не только для того, чтобы облегчить в дальнейшем поиск выбранного астероида. «Установка радиомаяка может служить неким юридическим жестом, подтверждающим право владения», — говорит Диамандис.

Вопрос о претензиях частной компании на какой-либо астероид пока слабо отражен в международном законодательстве. В 1967 году был заключен Договор по космосу, а сейчас его ратифицировало более сотни государств. Уже в будущем десятилетии перед юристами встанет задача как-то зафиксировать в этом договоре права предпринимателей из частного сектора. Но, скорее всего, подтвердится известное изречение о том, что владение — 9/10 права, и простой радиопередатчик, укрепленный на астероиде, вполне сможет гарантировать права собственности той компании, что установила маячок.

Робот-прототип, разработанный в Лаборатории реактивного движения NASA, вместо опор имеет 750 стальных крючков. Они цепляются к шершавым поверхностям, не позволяя роботу в условиях слабого притяжения отцепиться от поверхности астероида и улететь в космическое пространство.

Итак, представим себе, как рой горнодобывающих роботов, цепляясь за поверхность астероида своими когтистыми лапками, с хрустом грызет насыщенный водой слой грунта, используя для этого нечто вроде хоботков. Тем временем другие аппараты пылесосят поверхность планеты, следуя по стопам добытчиков и утрамбовывая остатки их деятельности. После этого умелые машины будут упаковывать грунт, то есть реголит, в специальные герметичные контейнеры. Эти роботы будут ползать, ходить или летать, регулярно навещая «горнообогатительную фабрику», «висящую» над поверхностью астероида или просто пришвартованную к нему намертво. Там реголит разогреют, выпарят из него воду и соберут ее в баки хранилища.

Инфраструктура добычи полезных ископаемых в космосе. С 2009 по 2011 год агентство NASA с помощью своего космического телескопа WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer) создавало сводный каталог астероидов, имеющихся в Солнечной системе. В поясе между Марсом и Юпитером было обнаружено 100 000 ранее неизвестных астероидов. 19500 астероидов среднего размера обнаружилось неподалеку от Земли. Зафиксировано 4700 крупных астероидов, попадающих в пределы относительной космической близости к Земле (критерием считался радиус 8 миллионов километров, и такие астероиды объявлялись потенциально опасными). В NASA считают, что в данный каталог попало только 30% из числа таких потенциально опасных астероидов.

Более сложные задачи встанут перед космическими горнодобытчиками, если они решатся на добычу металлов. Астероиды М-типа, представляющие собой просто здоровенные глыбы металла, окажутся крепким орешком для космического горнорудного предприятия. Таково мнение Гарри Максуина, геолога из Университета штата Теннесси и председателя группы исследования поверхности астероида в экспедиции Dawn, которую NASA организовало для исследования астероидов. Сама попытка закрепиться на поверхности такого небесного тела уже будет представлять собой достаточно сложную задачу. О бурении металлического массива можно забыть — как и о попытке отпилить от него кусок, чтобы забрать его на переработку. «Только подумайте, сколько на это уйдет энергии, и вы поймете, что задача не слишком-то реалистична», — говорит Максуин.

Магнитные грабли. В некоторых случаях для добычи драгоценных металлов не потребуется рыть никаких шахт. Достаточно будет граблей или гребешка с магнитами на каждом зубце. Стоит пройтись такой бороной по поверхности реголита, и в условиях малой гравитации зерна драгметаллов сами прилипнут к зубьям.
Сито, действующее при слабых гравитационных силах. Вот вам повод для реверансов перед золотоискателями старой закалки. В 2009 году ученые попробовали использовать вибростол для просеивания грунта через решето, чтобы отделить частицы того размера, который является оптимальным для дальнейшей переработки. Эта система продемонстрировала работоспособность при нулевой гравитации, которую создавали полетом самолета по параболической траектории.
Якоря для швартовки к астероиду. В условиях практически нулевой гравитации приземлиться на астероид — непростая задача. Ничуть не проще в такой обстановке вести добычу ископаемых. В лаборатории реактивного движения при NASA разрабатываются сейчас механизмы для забивки в грунт астероида клиньев, ориентированных под разными углами — так они должны держаться существенно надежнее. С другой стороны, компания Honeybee Robotics занимается сейчас разработкой ввинчивающихся буров, которые должны еще надежнее крепить космические аппараты к поверхности астероида.

Правда, по расчетам Льюиса, некоторые из астероидов могут состоять из металла всего на 30%, где металлы представляют собой железо-никель-кобальтовый сплав или сплав платиновой группы. Как он говорит, «велик соблазн просто взять магнит и с его помощью извлечь крупинки металла из раздробленного реголита».

С продавцом все ясно, но кто будет покупателем? Кому потребуется товар, который космические горняки добыли с таким трудом?
Металлы платиновой группы — вот надежда на быстрое обогащение. Это один из редких видов продукции, добытой в космосе, которую рентабельно доставлять на Землю. «Эти металлы широко используются сейчас во многих распространенных современных технологических процессах», — говорит Левицки. Металлы платиновой группы просто незаменимы в автомобильных катализаторах, в производстве силикона и стекла. Они присутствуют в компьютерных жестких дисках, в автомобильных свечах, где, подавляя коррозию, они продлевают жизнь свечи до пробега в 160000 км. В медицине эти металлы незаменимы благодаря их совместимости с биологическими тканями.
Допустим, у нас есть 500-тонный астероид, в котором содержится 0,0015 процента металлов платиновой группы. Это ведь не так плохо и втрое превышает концентрацию в самых богатых месторождениях платины, известных сейчас на Земле. Как говорит Левицки, «если радикально увеличить количество доступной на Земле платины, мы станем свидетелями зарождения новых отраслей производства, которые нам трудно сейчас даже представить».
Однако большая часть веществ, добытых на астероидах, найдет своего покупателя только в весьма отдаленном будущем, когда дальние космические путешествия станут обычным занятием для обитателей Земли. Вот тогда станут необходимы внеземные перевалочные базы, где астронавты, направляясь в дальние края, смогут пополнить запасы воды и топлива. А сейчас — раз нет таких покупателей, значит, не нужны и такие предложения на рынке космических услуг.
Под таким же углом можно рассматривать и проекты, связанные с добычей обычных конструкционных металлов. Они обретут реальность только тогда, когда космические корабли и станции станут производить не на Земле, а на орбите. Разумеется, производство каких-то конструкций в условиях открытого космоса выглядит весьма привлекательно, если сознавать, что мы таким образом экономим на доставке с Земли готовых блоков, однако это направление, если понимать его как вид коммерческой деятельности, всегда будет под угрозой со стороны космических перевозчиков, которые стремятся придумать новые, более дешевые способы вывода земных товаров на орбиту.
Если наступит эпоха, когда обитатели орбитальных станций будут питаться со своих огородов, среди товаров, предлагаемых на космическом рынке появятся не только железо и сталь. Возникнет спрос на азот и аммиак, которые необходимы в космическом земледелии как удобрения. Если человечество начнет всерьез обживаться в космосе, такие отрасли производства и сегменты рынка станут вполне актуальны. Как выразился Льюис, «мы говорим о тех отраслях промышленности, которые помогут обрезать пуповину, связывающую нас с родной планетой».
Проекты компании Planetary Resources — это не просто бизнес-план. Это написанная в самых радужных красках картина, призывающая нас поддерживать дальнейшие космические исследования. Это слово в защиту самых дерзких мечтаний, которые человечество когда-нибудь сделает реальностью.

Вполне возможно, некоторые металлические астероиды имело бы смысл целиком подтянуть поближе к Земле — хотя бы до лунной орбиты. «В них может содержаться такое количество металла, что стоит задуматься, как бы прихватить всю такую штуковину целиком», — говорит Льюис.

источник

Колонизация Луны и заселение Марса экспертами рассматриваются как уникальный технологический рывок человечества. Помимо значительно научного прогресса, резкий рост интереса объясняется еще и тем, что Луна и Марс — бесценные и практически неисчерпаемые источники полезных ископаемых.

Незадолго до своей смерти британский физик-теоретик Стивен Хокинг высказал предположение, что технологического рывка и обеспечения землян ресурсами в равной степени можно добиться, если колонизировать, то есть заселить на постоянной основе единственный спутник Земли — Луну и одну из самых привлекательных с точки зрения использования в интересах человечества планет — Марс.

Разработка проектов по освоению Луны и Марса началась еще в 50-х годах прошлого века, однако об одной из самых важных причин путешествия и заселения далеких объектов ученые говорили как бы вскользь, не уделяя этому повышенного внимания — ближайшее к Земле небесное тело в перспективе может на десятилетия избавить человечество от любых энергетических кризисов и позволит осуществить самые трудоемкие и сложные проекты в области промышленности, медицины, здравоохранения и науки.

Речь идет о наиболее легком изотопе гелия — гелии-3, веществе, запасы которого в пределах Земли крайне ограничены. Именно этот, а также еще один «соседний» изотоп человечество может использовать для энергетики нового тысячелетия — термоядерного синтеза, способного «отправить на покой» все традиционные виды полезных ископаемых: нефть, уголь, а также радиоактивный уран — топливо для атомных электростанций.

Всего 0,003 грамма гелия-3 в термоядерном реакторе будут выделять такое же количество энергии, как целый баррель нефти, а тонна гелия-3, загруженная в термоядерный реактор, даст энергию, эквивалентную 15,8 миллиона баррелей нефти.

Добычу изотопа гелия на лунной поверхности можно сравнить с поисками углеводородов под песчаными дюнами на Ближнем Востоке: легкоизвлекаемая нефть в буквальном смысле слова пробивается вверх мощным фонтаном после первых же «проколов» поверхности в заранее разведанных местах. С гелием-3 на поверхности Луны дело обстоит похожим образом: лунный грунт, практически «запечатанный» испускаемыми Солнцем частицами на протяжении сотен миллионов лет, содержит в себе миллионы тонн ценного изотопа, и для его добычи промышленным способом не нужно, как говорят в таких случаях, изобретать велосипед.

Правда, реализовать полноценную программу добычи лунного грунта в данный момент, да и в следующие 30, 50 и 100 лет человечество не сможет — даже ультрасовременные технологии и сверхмощные ракеты-носители, способные доставлять по несколько тонн на окололунную орбиту за один раз, делу не помогут. Главная проблема заключается даже не в том, что соответствующая энергетическая инфраструктура для промышленного потребления гелия-3 на Земле в данный момент полностью отсутствует, а в том, как именно людям выжить на Луне и начать ее освоение.

Одной из важнейших задач современной космонавтики по-прежнему остается создание сверхтяжелой и недорогой одновременно ракеты-носителя, хотя оба этих понятия, на первый взгляд, являются взаимоисключающими. Несмотря на то что готовые решения, вроде американского Saturn-V и советской «Энергии», а также других проектов по созданию сверхтяжелых ракет-носителей уже готовы или находятся в завершающей стадии, главная проблема, связанная с безопасным и надежным пребыванием человека на поверхности Луны, полностью так и не решена.

Проекты лунных баз, разработкой которых занимались с начала 50-х годов, предполагали несколько способов освоения лунной поверхности. Одним из наиболее правдоподобных и экономически простых способов колонизации Луны мог стать план, предложенный американским физиком Джерардом О’Нилом: для успешной добычи полезных ископаемых на поверхности Луны предлагалось построить огромную станцию в форме кольца диаметром 1,5 километра.

Станция, предложенная О’Нилом в качестве перевалочной базы для работы на Луне, должна была работать на полном самообеспечении: после окончательной сборки и ввода в эксплуатацию люди должны были сформировать внутри помещений объекта своеобразные промышленные производства и мини-хозяйства, обеспечивающие десятитысячный персонал всем необходимым, включая питьевую воду и пищу.

Помимо всего прочего, станцию планировали оснастить гигантскими зеркалами, способными передавать часть солнечной энергии на Землю с практически идеальным КПД — более 70%. Параллельно с планом О’Нила существовали и другие представления о том, как должна работать лунная база. Советские ученые неоднократно выдвигали идею строительства не только «точечных» поселений на поверхности, но и окололунной орбитальной базы, с которой на небольших многоразовых кораблях лунные «вахтовики» отправлялись бы каждое «утро» на работу.

В конце 80-х теория создания лунных поселений стала растворяться в доводах ученых о том, что базы на лунной орбите и дистанционно управляемых роботов для добычи полезных ископаемых, обслуживание и ремонт которых можно осуществлять с помощью небольших аванпостов, будет достаточно для «целевого использования» богатого ресурсами спутника Земли.

Однако уже в 2017 году ученые решили, что «лунные дома» не нужны совсем — вместо строительства и производства небольших объектов для миссий на пять-семь дней было предложено приспособить космические корабли.

Несмотря на амбициозные планы по освоению Марса, человечество пока не имеет четкого представления о том, куда нужно лететь и зачем это нужно. При этом даже единодушные в своих мнениях ученые разделились на несколько «враждующих» лагерей: одни считают, что освоение Луны — бесполезная трата времени и нужно сразу лететь на Марс, другие уверены, что до Марса можно добраться «как-нибудь потом», когда процесс изучения Луны и отладка космических технологий будут завершены. Третья группа вообще отвергает колонизацию Марса и Луны как таковую, ссылаясь на убедительные доказательства того, что все необходимое для использования на Земле, включая редкие металлы и другие химические элементы, в достаточных количествах лежит на поверхности астероидов в околоземном пространстве.

«Все это гораздо легче организовать на вполне приемлемых условиях — земном уровне инсоляции и технических решениях, которые были описаны еще 40-50 лет назад», — отметил в интервью телеканалу «Звезда» эксперт в области космонавтики Михаил Лапиков.

В конце 1990-х, после спектрального анализа просочившихся через плотные слои атмосферы кусков астероидов, ученые пришли к выводу, что отправка автоматических или пилотируемых кораблей к объектам в околоземном пространстве позволит обеспечить промышленные производства на Земле всеми необходимыми металлами.

По прогнозам астрофизиков, в крупном объекте диаметром от 1,5 до двух километров могут содержаться как распространенные металлы — железо и никель, так и драгоценные — золото, палладий и даже платина, а средняя стоимость добытой на астероидах руды может составлять от 100 миллионов долларов до десяти миллиардов в зависимости от количества добытой руды.

«Таких объектов в околоземном космическом пространстве тысячи. Строительство «шахтерских» кораблей для работы на астероидах может позволить если не полностью отказаться от добычи металлов на Земле, то, во всяком случае, снизить разработку земных недр на 40-50% уже на начальном этапе», — подчеркнул в интервью телеканалу «Звезда» астрофизик Борис Раевский.

Разработка полезных ископаемых на астероидах вполне может «закрыть» добычу полезных ископаемых на Земле, но произойдет это не раньше, чем десятки ведущих экономик мира объединятся для создания транспортно-добывающей системы и договорятся о справедливом распределении ресурсов между всеми участниками.

Красная планета, активным изучением которой ученые занимаются с конца 60-х, представляет для космических путешественников и колонистов как исключительный экономический интерес, так и невероятную опасность. Если в случае с работой «вахтовым методом» на лунных и окололунных базах можно использовать уже существующие технологии (с поправкой на длительность пребывания), то в случае с обустройством жизни на Марсе потребуется значительно больше усилий, и, вероятно, успеха удастся добиться ценой жизни первых колонистов.

Главный секрет Марса скрыт в его недрах: в почве Красной планеты, которая миллионы лет назад вполне могла быть копией Земли, хранится практически вся таблица Менделеева. Слово «практически» стоит понимать буквально: слабая атмосфера и низкое давление на протяжении миллионов лет сделали свое дело, поэтому на Марсе не может быть нефти, газа или других углеводородов. За исключением земных полезных ископаемых, в почве Марса учеными выявлено повышенное содержание железа, магния, кальция, серы и других ценных веществ, которые с высокой долей вероятности пригодятся на Земле.

Добыча полезных ископаемых на поверхности Марса в силу его удаленности и специфики возможна лишь при строительстве крупной базы или даже города. Однако до строительства долговременной базы на Марсе первым колонистам еще предстоит дожить: перелет по маршруту Земля — Марс не удастся пережить без специальных средств защиты.

Изменения в организме человека от длительного пребывания в космосе доказаны научно: вернувшийся после годового пребывания на МКС астронавт Скотт Келли — живой пример того, что ДНК человека при долгом нахождении за пределами Земли меняет свою структуру. Чем это может обернуться еще во время полета или сразу после приземления, ученые не могут ответить до сих пор.

В научной фантастике Марс всегда выступал как абсолютно доступная к заселению и использованию планета, однако на деле он представляет собой сокровищницу, открыть которую и забрать содержимое в ближайшей перспективе не сможет никто.

«Если отбросить все теории о терраформировании Марса с помощью термоядерных взрывов или химического нагрева, наиболее эффективным методом доработки планеты «под себя» может стать так называемая бактериальная обработка, при которой на Марс с Земли будут завезены образцы самых «живучих» бактерий, например таких, как экстремофилы», — указал в интервью телеканалу «Звезда» химик-аналитик Александр Лобаненков.

Сейчас (и в ближайшие 50-70 лет) того, что «и на Марсе будут яблони цвести», современная наука добиться не в состоянии: по словам ученых, даже нагрев атмосферы Марса и насыщение ее кислородом не будут способствовать нормализации условий. К низкой гравитации, атрофии мышц и постоянным передвижениям в скафандре прибавится и другая проблема — радиация, уровень которой на Марсе в несколько раз выше предельно допустимого для человека. И это не считая дозы, которую члены экипажа космического корабля получат за время путешествия.

«В конечном счете у колонистов, во всяком случае у тех, которые смогут перенести путешествие и выжить, после пары лет пребывания неизбежно начнутся генетические мутации. К чему это приведет, сказать сложно, но есть вероятность, что либо будут проблемы с потомством, либо потомства на Марсе не будет вообще, либо начнутся другие серьезные изменения и заболевания», — пояснил в интервью телеканалу «Звезда» генетик Владимир Захаров.

Ученые считают, что наилучшим решением в этом отношении станет выращивание первых колонистов: еще на Земле за десятилетия до полета на основе человеческой ДНК с помощью технологии редактирования генома CRISRP/Cas9 ученые смогут создать «сверхлюдей», способных пережить 210-дневное путешествие, «рабочую командировку» по добыче полезных ископаемых на планете или постоянное пребывание там.

Добыча полезных ископаемых на Луне, астероидах, Марсе и других планетах Солнечной системы позволит землянам вздохнуть с облегчением. Большая часть извлекаемых из почвы ценных металлов и веществ будет «завозиться» с других планет, а Земле может быть отведена роль большого перерабатывающего завода. Разработка планет и других небесных тел может дать крупным игрокам на рынке межпланетной добычи сырья настоящий карт-бланш, следуя которому на необитаемых планетах могут быть применены не совсем экологически чистые, но вполне дешевые способы извлечения ископаемых.

Однако какой бы радужной ни казалась перспектива переступить пределы Земли и шагнуть в космос, первые попытки осуществить нечто подобное человечество будет предпринимать лишь через 100-200 лет. Ученые и эксперты в области космонавтики отмечают, что отдельные решения вроде разработки сверхтяжелых ракет-носителей и создания экспериментальных термоядерных установок имеют место уже сейчас, но национальные программы добычи ресурсов на других планетах, не говоря уже о полноценном размещении поселений, попросту не смогут быть реализованы из-за их стоимости и ресурсоемкости.

В деле освоения космоса, по мнению ученых, важны не стратегические интересы отдельных государств, а общее понимание важности и нужности развития этого направления. Эксперты считают, что без подписания соответствующих договоренностей примерно через 200-300 лет с высокой долей вероятности человечество снова будет стоять на пороге войны за ресурсы, правда, вести такие войны придется за миллионы километров от Земли.

источник