Ученые выяснили, что нужно для колонизации Марса. Оказалось, не так уж и много
Научпоп5 июля 2020, 07:00
Коротко:
когда люди полетят на Марс
что такое ресурсы in situ
как будет выглядеть человеческая колония на Марсе
Французские ученые разработали математическую модель для подсчета минимального количества людей, которое необходимо для создания постоянной и самостоятельной колонии на Марсе. Как оказалось, хватит и 110 человек. Но почему?
В ближайшие годы американский предприниматель Илон Маск с помощью своей компании SpaceX планирует отправить на Марс первых колонизаторов с Земли.
В SpaceX даже начали строительство ракеты Starship, которая должна стать основным транспортом для колонизации Марса. По словам Маска, эта ракета позволит SpaceX отправлять до 150 тонн груза или до 100 человек на Марс за один раз.
Глава SpaceX предполагает, что после первых тестовых полетов Starship можно будет наладить постоянные запуски этих ракет на Красную планету и обеспечить поддержку постоянной внеземной колонии людей.
После успешного запуска Сrew Dragon к МКС с двумя астронавтами NASA на борту Илон Маск доказал, что ракеты и космические корабли его компании действительно могут безопасно транспортировать людей и быть в разы эффективнее, чем что-либо другое.
Поэтому следующим шагом в развитии SpaceX должна стать отправка людей на Марс.
Но недавно ученые из Франции подсчитали, сколько нужно людей для создания постоянной устойчивой колонии на Марсе. Как оказалось, можно будет ограничиться и одним запуском Starship, поскольку для эффективного поселения достаточно и 110 колонизаторов с Земли.
Откуда взялось это число и что смогут сделать жители небольшой многоэтажки на Марсе — давайте разбираться вместе.
Подпишитесь на NV Премиум и читайте без ограничений
Нам необходима ваша поддержка, чтобы заниматься качественной журналистикой
Первая колония
В планах Илона Маска колонизация Марса предусматривает терраформирование соседней планеты, — то есть создание там атмосферы с помощью высвобождения углекислого газа из марсианских недр.
Кроме того, все ресурсы и необходимые минералы также планируют добывать непосредственно на Марсе: недавно ученые подтвердили наличие воды на Марсе, которая может стать источником жизнеобеспечения для людей и сырьем для создания ракетного топлива.
В исследовании космоса такое использование ресурсов называется in situ (с латыни — на месте). Иными словами, первые колонизаторы должны будут использовать материалы, которые уже есть на Марсе.
Именно эту идею и взял за основу профессор компьютерных технологий Жан-Марк Салотти из Национального политехнического института Бордо, который недавно рассчитал, сколько необходимо людей для создания постоянной колонии на Марсе.
Согласно результатам его исследования, оптимальное количество людей для колонизации Красной планеты — 110 человек. Автор исследования считает, что постоянные запуски Starship, которые планирует Маск — это «очень оптимистическая оценка наших возможностей».
«Возможность повторного использования остается неопределенной, а квалификация транспортного средства для посадки на Марс и повторного запуска с Марса может быть очень сложной и занять несколько десятилетий», — говорит Жан-Марк Салотти.
Поэтому профессор французского университета взял за основу своей модели тот вариант, что людям на Марсе нужно будет создать самостоятельную колонию, которая сможет обеспечивать себя ресурсами, добытыми там, и самостоятельно производить оборудование, а не ждать, пока его отправят с Земли.
Нечто похожее можно было наблюдать в фильме «Марсианин». Но в своем исследовании Салотти попытался учесть все факторы нагрузки на одного человека, и рассчитать, сколько людей необходимо для разворачивания эффективного поселения на другой планете.
Ключевыми переменными в его уравнении оказались доступность ресурсов и объем производства. Очевидно, что герой Мэтта Деймона смог выжить на Марсе только потому, что у него уже была питьевая вода, кислород и энергия. Но в реальных условиях людям придется производить эти ресурсы самостоятельно, и как можно более точно распределять обязанности между собой.
«Большее количество людей позволяет повысить эффективность за счет их специализации, и внедрить развитие других отраслей, что позволит использовать более эффективные инструменты», — объясняет Салотти.
Как мы уже упомянули, по его подсчетам, количество людей для такой колонии должно составлять ровно 110 человек. Согласно математической модели ученого, при большем поселении общее количество рабочих часов будет превышать количество работы, которую необходимо выполнить. То есть некоторые люди будут работать не эффективно.
Если же в колонии будет меньше, чем 110 человек, общего количества рабочих часов будет недостаточно для выполнения всех работ.
В список этих работ автор исследования включил пять основных сфер: управление экосистемой колонии, производство энергии, тяжелая промышленность, сооружение зданий и общественная деятельность для поддержки социальной жизни.
«Эти расчеты основаны на сравнении показателя необходимого рабочего времени для удовлетворения всех потребностей в выживании и показателя работоспособности людей… Это, очевидно, приблизительная оценка с многочисленными допущениями и неопределенностями», — заключает автор исследования.
Несмотря на то, что в этой работе Жан-Марк Салотти предусматривает использование ресурсов на Марсе in situ, равно как и Илон Маска в своем плане колонизации, многие эксперты уверены, что колонизация Марса в таком формате невозможна.
Кто против?
В прошлом году планы по колонизации Марса компании SpaceX высмеял их главный конкурент — глава ракетостроительного предприятия Blue Origin Джефф Безос.
Во время одного из своих выступлений, самый богатый человек на планете и по совместительству владелец Amazon предложил Илону Маску сперва самостоятельно попробовать прожить на Марсе, а затем отправлять людей.
«Мой друг, который хочет отправиться на Марс? Пускай окажет мне услугу: попробуйте пожить на вершине Эвереста для начала хотя бы год, и посмотрите, понравится ли вам это. Эверест — это райский сад по сравнению с Марсом», — заявил Безос.
Ключевой целью руководителя Blue Origin также является колонизация внеземного пространства. Правда, вместо Марса Безос планирует заселить людей на Луну. Как настоящий предприниматель, основатель Amazon уверен, что на Луну можно перенести тяжелое производство с Земли и сделать там что-то вроде промышленного региона, который будет служить площадкой для дальнейших космических исследований.
«Мы хотим отправиться в космос, чтобы защитить эту планету. Вот почему компания называется Blue Origin: это голубая планета, откуда мы родом. Но мы также не хотим сталкиваться с цивилизацией стазиса, и это реальная проблема, если мы просто останемся на этой планете. Это долгосрочная задача», — говорил Джефф Безос.
Ранее планетолог Университета Колорадо Брюс Якоски опубликовал исследование, согласно которому терраформирование Марса будет невозможным, поскольку людям не удастся высвободить огромное количество углекислого газа из недр планеты в ее атмосферу.
Это означает, что условия жизни там будут крайне жесткими, и люди не смогут поддерживать постоянную колонию при температуре около минус 60 градусов Цельсия.
«Терраформирование Марса невозможно с использованием современных технологий. Я думаю, лучше потратить наши усилия на то, чтобы сохранить на Земле удовлетворительную атмосферу», — писал Якоски.
Кроме этих проблем, SpaceX нужно будет найти способ борьбы с пылевыми бурями, из-за которых часто страдают марсоходы NASA. Сильные штормы там могут длиться месяцами, что усложнит любую деятельность человека.
И это не говоря уже о разработке способов посадки тяжелого корабля на поверхность Красной планеты: гравитация там почти в три раза слабее земной, а самые плотные слои атмосферы находятся ближе всего к поверхности, что вызывало трудности и иногда приводило к крушениям при посадке даже небольших аппаратов.
Несколько лет назад в заявления Маска о дешевых полетах на МКС и революции в космической отрасли также не верили многие. Посмотрим, что получится на этот раз.