CALM/arwiki huggingface dataset:
النمذجة المتماثلة والمعروفة أيضا باسم النمذجة المقارنة للبروتين، تشير إلى بناء نموذج ذري لل بروتين "المستهدف" من تسلسل الأحماض الأمينية وبنية ثلاثية الأبعاد تجريبية لبروتين متماثل ذي صلة ("القالب"). تعتمد النمذجة المتجانسة على تحديد بنية بروتينية معروفة أو أكثر يحتمل أن تشابه بنية تسلسل الاستعلام، وعلى إنتاج محاذاة تعيّن بقايا في تسلسل الاستعلام إلى بقايا في تسلسل القالب. لقد تبين أن بنى البروتين أكثر تحفظًا من متواليات البروتين بين المتجانسات، ولكن التسلسلات التي تقع تحت هوية تسلسل 20٪ يمكن أن يكون لها بنية مختلفة جدًا.
تحتوي البروتينات المرتبطة بالتطور التطوري على تسلسلات متشابهة، وللبروتينات المتجانسة الموجودة طبيعياً بنية بروتينية مماثلة. وقد تبين أن بنية البروتين ثلاثي الأبعاد هي أكثر تحفظًا من الناحية النظرية مما هو متوقع على أساس حفظ التسلسل وحده. ثم يتم استخدام محاذاة التسلسل وهيكل القالب لإنتاج نموذج هيكلي للهدف. ولما كانت هياكل البروتين أكثر تحفظًا من تسلسلات الدنا، فإن المستويات القابلة للكشف عن تشابه التسلسل عادة ما تعني تشابهاً بنيوياً كبيراً. تعتمد جودة نموذج التماثل على جودة محاذاة التسلسل وهيكل القالب. يمكن تعقيد هذا النهج من خلال وجود فجوات محاذاة (تسمى عادة indels) تشير إلى منطقة هيكلية موجودة في الهدف ولكن ليس في القالب، وبفجوات بنية في القالب تنشأ من ضعف القرار في الإجراء التجريبي (عادة X تبلور البلورات) يستخدم لحل الهيكل. انخفاض جودة النموذج مع انخفاض هوية التسلسل ؛ نموذج نموذجي لديه 1 ~ 2 Å جذر متوسط الانحراف الجذري بين ذرات Cα المطابقة عند هوية تسلسل 70٪ ولكن فقط 2-4 اتفاق عند هوية تسلسل 25٪. ومع ذلك، فإن الأخطاء تكون أعلى بشكل ملحوظ في مناطق الحلقات، حيث قد تكون تسلسلات الأحماض الأمينية للهدف وبروتينات القالب مختلفة تمامًا. مناطق النموذج الذي تم بناؤه بدون قالب، عادةً بواسطة نمذجة العروة، عادة ما تكون أقل دقة بكثير من بقية النموذج. كما تزداد الأخطاء في تعليب السلسلة الجانبية وموقعها مع انخفاض الهوية، وقد اقترحت الاختلافات في تكوينات التعبئة هذه كسبب رئيسي لضعف جودة النموذج عند انخفاض الهوية. إذا ما أخذنا معاً في الاعتبار، فإن أخطاء الذرينة المختلفة هذه كبيرة وتعوق استخدام نماذج التماثل للأغراض التي تتطلب بيانات ذات دلالة ذرية، مثل تصميم الأدوية وتنبؤات التفاعل بين البروتين وال ؛روتين ؛ حتى التركيب الرباعي للبروتين قد يكون من الصعب التنبؤ به من نماذج التماثل للوحدات الفرعية. ومع ذلك ، يمكن لنماذج التماثل أن تكون مفيدة في التوصل إلى استنتاجات نوعية حول الكيمياء الحيوية لتسلسل الاستعلام ، وخاصة في صياغة فرضيات حول سبب حفظ بعض المخلفات ، مما قد يؤدي بدوره إلى تجارب لاختبار هذه الفرضيات. على سبيل المثال ، قد يشير الترتيب المكاني للبقايا المحفوظة إلى ما إذا كان يتم حفظ بقايا معينة لتثبيت الثني ، أو للمشاركة في ربط بعض الجزيئات الصغيرة ، أو لتعزيز الارتباط مع بروتين آخر أو حمض نووي.
لقد كان انشاء نموذج خلوي مهمة صعبة بشكل خاص في والبيولوجيا الرياضية وهو ينطوي على تطوير فعالة، وأدوات التصور والتواصل من اجل تنسيق تكامل كميات كبيرة من البيانات البيولوجية بهدف نمذجة الحاسوب .كما انه يرتبط مباشرة بالمعلوماتية الحيوية، والبيولوجيا الحاسوبية والحياة الاصطناعية ويشمل استخدام المحاكاة الحاسوبية للعديد من الأنظمة الفرعية الخلوية مثل التي تشمل عملية التمثيل الغذائي ومسارات إرسال الإشارات والشبكات لتحليل وتصور الارتباطات المعقدة لهذه العمليات الخلوية .ان الشبكة المعقدة لعمليات التفاعل / النقل الكيمياء الحيوية وتنظيمها المكاني تجعل تطوير نموذج تنبؤي للخلية الحية تحديا كبيرا للقرن الحادي عشر.
ان حقيقة النواة معقدة للغاية وهي واحدة من أكثر المواضيع دراسة حيث يؤدي سوء تنظيمها إلى الإصابة بالسرطان. ربما يكون مثال جيد لنموذج رياضي لانه يتعامل مع حساب التفاضل والتكامل البسيط ولكنه يعطي نتائج صحيحة. انتجت مجموعتان بحثيتان عدة نماذج لدورة الخلية التي تحاكي العديد من الكائنات الحية لقد انتجوا مؤخرا نموذج دورة الخلية حقيقة النواة، يمكن ان يمثلوا حقيقة معينة اعتمادا على قيم المعلومات مما يدل على ان خصوصيات دورات الخلايا الفردية ترجع إلى تراكيز مختلفة من البروتينات والصلات، بينما يتم الحفاظ على الاليات الأساسية من خلال نظام المعادلات التفاضلية العادية، تظهر هذه النماذج التغير في الوقت ( ) للبروتين داخل خلية نموذجية واحدة، هذا النوع من النموذج يسمى عملية حتمية ( في حين أن النموذج الذي يصف التوزيع الإحصائي  لتركيزات البروتين في مجموعة من الخلايا يسمى عملية عشوائية ) . للحصول على هذه المعادلات يجب عمل سلسلة متكررة من الخطوات: أولاً يتم الجمع بين النماذج والملاحظات المتعددة لتشكيل رسم تخطيطي للإجماع ويتم اختيار القوانين الحركية المناسبة لكتابة المعادلات التفاضلية، مثل حركية المعدل للتفاعلات المتكافئة، Michaelis-Menten حركية تفاعلات الركيزة الإنزيمية وحركية Goldbeter – Koshland لعوامل النسخ فائقة الحساسية، بعد ذلك يجب تثبيت معلمات المعادلات (ثوابت المعدل، معاملات كفاءة الإنزيم وثوابت ميخائيل) لمطابقة الملاحظات ؛ عندما لا يمكن تركيبها يتم تعديل المعادلة الحركية وعندما لا يكون ذلك ممكنا يتم تعديل الرسم التخطيطي الأسلاك. يتم تثبيت المعلمات والتحقق من صحتها باستخدام الملاحظات على كل من النوع البري والطفرات، مثل نصف عمر البروتين وحجم الخلية.
من أجل احتواء المعايير، يجب دراسة المعادلات التفاضلية. يمكن القيام بذلك إما عن طريق المحاكاة أو عن طريق التحليل.في المحاكاة، بالنظر إلى ناقل البداية (قائمة قيم المتغيرات) ، يتم حساب تطور النظام من خلال حل المعادلات في كل إطار زمني بزيادات صغيرة.في التحليل، يتم استخدام خصائص المعادلات للتحقيق في سلوك النظام اعتمادًا على قيم المعلمات والمتغيرات. يمكن تمثيل نظام من المعادلات التفاضلية كحقل متجه، حيث وصف كل متجه التغيير (في تركيز اثنين أو أكثر من البروتين) لتحديد مكان ومدى سرعة المسار (المحاكاة) متجهًا. يمكن أن تحتوي حقول المتجهات على عدة نقاط خاصة: نقطة ثابتة، تسمى بالوعة، تجذب في كل الاتجاهات (مما يؤدي إلى أن تكون التركيزات عند قيمة معينة)، أو نقطة غير مستقرة، إما مصدر أو نقطة سرج تتراجع (مما يؤدي إلى تركيزات لتغيير بعيدا عن قيمة معينة) ، ودورة الحد، ومسار مغلق باتجاه عدة مسارات لولبية نحو (جعل التذبذبات تتأرجح).ويسمى التمثيل الأفضل الذي يمكنه التعامل مع العدد الكبير من المتغيرات والمعلمات باسم مخطط التشعب (نظرية التشعب): يتم تمثيل وجود هذه النقاط الخاصة للحالة الثابتة عند قيم معينة للمعلمة (مثل الكتلة) بنقطة وبمجرد أن تمرر المعلمة قيمة معينة، يحدث تغيير نوعي، يسمى التشعب، حيث تتغير طبيعة الفضاء، مع عواقب عميقة لتركيزات البروتين: دورة الخلية لها مراحل (تتوافق جزئيًا مع G1 و G2) حيث الكتلة، عبر نقطة ثابتة، تتحكم في مستويات السيكلين، والأطوار (أطوار S و M) التي تتغير فيها التركيزات بشكل مستقل، ولكن بمجرد تغير الطور في حدث التشعب (نقطة اختبار دورة الخلية) ، لا يمكن للنظام العودة إلى المستويات السابقة منذ الساعة في الكتلة الحالية، يختلف حقل المتجه بشكل عميق ولا يمكن عكس الكتلة مرة أخرى من خلال حدث التشعب، مما يجعل نقطة التفتيش غير قابلة للانعكاس. على وجه الخصوص، يتم تنظيم نقاط التفتيش S وM  عن طريق التشعبات الخاصة التي تسمى تشعب وتفرع فترة لانهائية.
دوت نت بيو (أو الصافي الحيوي) هو مكتبة معلومات حيوية مفتوحة المصدر لتسهيل تحميل وتحليل وحفظ المعلومات الحيوية. وكانت قد أًصدرت للتوافق مع (.NET Standard 2.0) كجزء من بحوث شركة مايكروسوفت، تحت اسم مؤسسة مايكروسوفت للبيولوجيا . وكان جزء من مبادرة مايكروسوفت علم الأحياء في قسم مجال العلوم الالكترونية. تم إعادة تجميعها لاحقًا وإصدارها من قبل مؤسسة المنحنى الخارجي باعتبارها مشروعًا عامًا ومفتوحًا المصدر بالكامل بموجب ترخيص أباتشي.
تتكون المكتبة من مجموعة من الفات الموجهة للكتابة المكتوبة لأداء مهام مشتركة في المعلوماتية الحيوية مثل:1 قراءة وكتابة المواءمة القياسية وملفات البيانات التي تعتمد على التسلسل مثل فاستا والمركز الوطني لمعلومات التقانة الحيوية. 2. الوصول إلى خدمات الويب عبر الإنترنت مثل أداة تقصي التراتب الموضعي الأساسي للبحث في قواعد البيانات المعروفة لأجزاء التسلسل.3. خوارزميات للتنسيق المحلي والعالمي خوارزميات لتجميع التسلسل، بما في ذلك تنفيذ مجمع من جديد المتوازي.
4.خوارزمياتلتجميع التسلسل، بما في ذلك تنفيذ مجمع دينوفو المتوازيعلى الرغم من أن المكتبة نفسها مكتوبة في يمكن استخدامها من أي لغة متوافقة مع .NET ولها عينات من مختلف الاستخدامات بما في ذلك من برنامج IronPython النصي.
بروتينبيديا الإنسان هي بوابة مجتمعية لتقاسم وتكامل بيانات البروتين البشري , فهي تسمح لمختبرات الأبحاث بالمساهمة في شروح البروتين والحفاظ عليها
قاعدة بيانات مرجعية البروتين البشري تدمج البيانات التي يتم إيداعها في بروتينيبيديا الإنسان جنبا إلى جنب مع المعلومات الموجودة في سياق بروتين واحد , جميع البيانات العامة التي ساهمت في بروتينيبيديا يمكن الاستعلام عنها وعرضها وتنزيلها.
يمكن تقديم البيانات المتعلقه بالترجمة وتفاعلات البروتينات وتعبيرات الانسجة والتعبير في خطوط الخلايا وعلاقة إنزيمات الركيزة إلى بروتينيبيديا البشرية.
FastContact هي خوارزمية للتخمين السريع للملامسات و الملزمة للبنيات المعقدة المكونة من ويستند إلى إمكانات إبطال للإزالة محسوبة إحصائياً وكهرباءكهربائية كولومبية مع ثابت كهربي عكسي تعتمد على المسافة. كما يشير التطبيق إلى بقايا طاقات الاتصال الحر. تسليط الضوء على النقاط الساخنة للتفاعل.
تمت كتابة البرنامج في Fortran 77 بواسطة كارلوس ج. كاماتشو وتشاو تشانغ في قسم علم الأحياء الحاسوبي ، جامعة بيتسبيرج ، PA. [1] تم إنشاء خادم ويب لتشغيل الاتصال السريع عبر الإنترنت أو تنزيل الملف الثنائي بواسطة P. Christoph تشامبين يوليو 2005.
Camacho CJ, Zhang C (2005). "FastContact: rapid estimate of contact and binding free energies". Bioinformatics. 21 (10): 2534–2536. doi:10.1093/bioinformatics/bti322. PMID 15713734.
مجهر التصوير الدائري (ICM) هو مجهر آلي بالكامل وهو عبارة عن (مجهر يستخدم للعينات المصبوغة بمادة فلورية ) الذي يتغلب على حد الدقة الطيفية الذي ينتج عنه تصوير فلوري. تم وصف المبدأ والجهاز الروبوتي من قبل Walter Schubert في عام 1997 [1] ومنذ ذلك الحين تم تطويره بشكل أكبر مع زملائه في مشروع توبونوم (معرفة الأصل ) البشري. [2] [3] [4] [5] تقوم مجهر التصوير الدائري ICM بتشغيل دورات تبيض التفريخ التكراري التي يتم التحكم فيها روبوتياً مع مكتبات مسبار مصحوبة بصبغة معترف بها للهياكل المستهدفة في الموقع (جزيئات حيوية في خلايا ثابتة أو أقسام نسيجية). وينتج عن ذلك نقل عدد كبير عشوائيًا من المعلومات البيولوجية المتميزة بإعادة استخدام نفس قناة الفلورة بعد التبييض لنقل معلومات بيولوجية أخرى باستخدام نفس الصبغة المترافقة مع مسبار محدد آخر ، وبالتالي يتم إنشاء صور مضلعة شبه متقاربة الضوضاء متعددة القنوات مع ثبات فيزيائي ، وهندسي ، وبيوفيزيائي واستنساخه. القوة الناتجة من التمييز الجزيئي التوافيقي (PCMD) لكل نقطة بيانات تُعطى بـ 65،536 ألف ، حيث 65،536 هو عدد مستويات القيم الرمادية (ناتج كاميرا CCD 16 بت) و k هو عدد الجزيئات الحيوية التي تم ترسيمها و / أو النطاقات الفرعية لكل جزيء حيوي (جزيئات حيوية). تم إظهار PCMD (power of combinatorial molecular discrimination)عالية لـ k = 100 ، [3] [5] ويمكن توسيعها مبدئيًا لأعداد أكبر بكثير من k. وعلى النقيض من المجهر الضوئي التقليدي متعدد القنوات ، والمجهري الفلوري (الشكل 1 أ) ، يؤدي ارتفاع PCMDs في ICM إلى استبانة وظيفية ومكانية عالية (الشكل 1 ب). يكشف تحليل ICM المنهجي للأنظمة البيولوجية عن قانون الفصل الفائق الجزيئات الذي يصف مبدأ ترتيب الشبكات الجزيئية الحيوية الكبيرة المنظمة هرمياً في الموقع (toponome). [6] ICM هي التكنولوجيا الأساسية لرسم الخرائط النظامية لرمز الشبكة الكامل البروتين في الأنسجة (مشروع معرفة الأصل الإنسان). [2] تتضمن طريقة ICM الأصلية [1] أي تعديل في خطوة التبييض. وقد تم الإبلاغ عن تعديلات مقابلة لاستعادة الأجسام المضادة [7] وإخماد الصبغة الكيميائية [8] التي تمت مناقشتها مؤخرًا. [9] [10] تمثل أنظمة تصوير Toponomeتوبونوم (TIS) ورسوم الخرائط متعددة العصور - Ligand (MELC) مراحل مختلفة من التطور التكنولوجي ICM. تلقى التصوير الدائري جائزة US ISAC الأفضل في عام 2008 لرمز الرموز الثلاث للبروتينات المنظمة. [11]
الشركة الفرنسية الإسبانية للسكة الحديدية بين طنجة وفاس (بالفرنسية: La compagnie franco-espagnole du chemin de fer de Tanger à Fès وبالإسبانية: La Compañía Franco-Española del Ferrocarril de Tánger a Fez) كانت شركة خاصة دولية داخلت في تشكيل المكتب الوطني للسكك الحديدية.  يعود أصل الشركة إلى الاتفاقية الفرنسية الألمانية من 4 نوفمبر 1911 التي نصت على بناء سكة حديدية قياسية بين طنجة وفاس قبل بناء أي خط عمومي الطابع في المغرب.
إنشاء الشركة.
أتم سفراء فرنسيون وإسبانيون خطة أولانية يوم 27 نوفمبر 1912. كانت الشركة المستقبلية سيكون لها طابع دولي، فالرأسمال وذلك لأن فرنسا صاحبة 60٪ منه وإسبانيا صاحبة 40٪ منه. ولم يتم الاتفاق على حصص الجنسيات لتوظيف إدارة الشركة وحتى لتوظيف عمالها إلا بعد تفاوضات، وكانت الترتيبات المالية معقدة كذلك.
امتدت السكة عبر 315 كم، ومنها وقعت 18 كم في منطقة طنجة الدولية و93 كم في منطقة سيطرة إسبانيا و204 كم في منطقة سيطرة فرنسا.
الاتفاقية الناصة على إنشاء الخط وقعها السلطان يوم 18 مارس 1914 بعد أن أعاقبته الحكومتين الفرنسية والإسبانية، ومنحت الصفقة إلى ائتلاف مكون من الشركة العامة المغربية والشركة العامة الإسبانية في إفريقيا. اندمجت الشركتان يوم 26 يونيو 1916 لإنشاء الشركة الفرنسية الإسبانية للسكة الحديدية بين طنجة وفاس.
استأنفت الأشغال تدريجيا عام 1919 بعد الحرب العالمية الأولى التي أوقفتها وبلغت السرعة المعتادة عام 1921. واصلت الأشغال في المناطق المعبورة بدون الكثير من المشاكل ولا الصعوبات.
تاريخ افتتاح كل قسم للاستخدام:
علم المعلومات الفيروسية هو دمج لعلم الفيروسات مع المعلوماتية الحيوية التي تنطوي على تطبيق تكنولوجيا المعلومات والاتصالات في مختلف جوانب البحوث الفيروسية .
و يوجد حاليًا أكثر من 100 خادم ويب وقواعد بيانات تعطي المعرفة فيما يتعلق بالفيروسات المختلفة بالإضافة إلى التطبيقات المتميزة المتعلقة بتحليل التنوع، وإعادة التركيب الفيروسي، ودراسات تدخل الرنا، وتصميم الأدوية، وتفاعل البروتينات البروتينية، والتحليل الهيكلي وما شابه ذلك.
استعمار المريخ كوكب المريخ هو محور الكثير من الدراسات العلمية حول الاستعمار البشري المُحتمل للكوكب. تَجعل ظروف سطح المريخ ووجود المياه الجوفية فيه أكثر الأجسام والكواكب في نظامنا الشمسي صلاحية للحياة بعد الأرض. يُعد المريخ أكثر الكواكب سهولة للوصول أكثر من أى كوكب من حيث الطاقة المَطلوبة للنقل (دلتا- v) للوصول إليه من الأرض بعد كوكب الزهرة.
يُعد إنشاء مُستعمرة دائمة للإنسان على كوكب أخر، بما في ذلك المريخ، أحد أكثر مواضيع الخيال العلمي شيوعًا. فمع تقدم التكنولوجيا، وزيادة المخاوف بشأن مستقبل البشرية على الأرض ، فإن الحاجة للاستعمار الفضاء تكتسب زخماً. و من الأسباب الأخرى لاستعمار الفضاء هي المصالح الاقتصادية، والبحوث العلمية طويلة المدى التي أجراها البشر على نحو أفضل مقارنة بالآلات.
تعهدت كل من المنظمات الخاصة والعامة بإجراء أبحاث حول جدوى جهود الاستعمار طويل المدى واتخاذ خطوات نحو وجود إنساني دائم على سطح المريخ. وتشمل وكالات الفضاء المشاركة في الأبحاث أو التخطيط للبعثات: ناسا و وكالة الفضاء الروسية الفدرالية و إدارة الفضاء الوطنية الصينية. أما المؤسسات الخاصة تشمل سبيس إكس ، لوكهيد مارتن ، و بوينغ.
البعثة والجدول الزمني.
إن جميع مفاهيم البعثة البشرية الأولية إلى المريخ كما تصورتها البرامج الفضائية الحكومية - مثل تلك التي خططت لها ناسا و وكالة الفضاء الروسية الفدرالية و ESA - لن تكون بِعثَات مباشرة للاستعمار، لكنها مُخصصة فقط لمهام الإستطلاع والإستكشاف، فكما كانت بعثة أبولو إلى القمر للإستكشاف لا لإقامة مستعمرة دائمة.
يحتاج الاستعمار إلى إنشاء موطن أو بيئة دائمة يُمكنها فيما بعد أن تتمدد وتتمكن من الاكتفاء الذاتي. هناك مَفهومين لبناء أول مستعموة على سطح المريخ هما و ، الذي يقترحهما روبرت زوبرين.
بعثة سبيس-إكس..
اعتبارًا من عام 2019 ، سيقوم مالك شركة سبيس-إكس إيلون ماسك بتمويل وتطوير سلسلة من رحلات الشحن المرتبطة بالمريخ مع نظام للصواريخ وسفن الفضاء في وقت مبكر في عام 2022 ، تليها أول رحلة طيران إلى المريخ في عام 2024. خلال المرحلة الأولى، سيكون الهدف هو إطلاق العديد من صورايخ ومركبات BFR لنقل وتجميع محطة وقود الميثان / الأوكسجين، وبناء قاعدة استعدادًا لتواجد موسع علي السطح. الاستعمار الناجح سيشمل في النهاية العديد من العوامل الاقتصادية - سواء الأفراد أو الشركات أو الحكومات - لتسهيل نمو الوجود البشري على المريخ على مدى عقود عديدة.
التشابه النسبي مع الأرض.
يتشابه كوكب الأرض وكوكب الزهرة في التركيب والحجم وجاذبية السطح ـ لذلك يُطلق عليه توأم الأرض ـ لكن أوجه التشابه بين المريخ والأرض أكثر اختلافاً عند التفكير في الاستعمار. وتشمل هذه:
يوم المريخ أو "سول" قريب جدًا من مدة يوم الأرض. اليوم حسب التوقيت الشمسي على المريخ هو 24 ساعة و 39 دقيقة و 35,244 ثانية. يحتوي المريخ على مساحة سطحية تبلغ 28,4٪ من الأرض، أقل بقليل من كمية الأرض الجافة على الأرض (التي تمثل 29,2٪ من سطح الأرض). يحتوي المريخ نصف قطر الأرض وعُشر الكتلة فقط . هذا يعني أنه يحتوي على حجم أصغر (~ 15٪) ومتوسط كثافة أقل من الأرض.
المريخ لديه ميل محوري من 25,19 درجة، على غرار 23,44 درجة للأرض. ونتيجة لذلك، فإن المريخ لديه مواسم تشبه كثيراً مواسم الأرض، لكن مدة تلك الفصول هي ضعفي فترة فصول الأرض، لأن سنة المريخ تساوى 1,88 سنة للأرض، وذلك لبعد مداره عن الشمس. يشير القطب الشمالي المريخي حاليًا إلى كوكبة الدجاجة Cygnus ، وليس إلي كوكبة الدب الأصغر Ursa Minor مثل الأرض.
وتؤكد الإستكشافات الأخيرة التي أجرتها مارس ريكونيسانس أوربيتر التابعة لوكالة ناسا، ومارس إكسبريس التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية و فينيكس التابعة لوكالة ناسا، إلى وجود جليد مائي على سطح المريخ.
الاختلاف عن الأرض.
على الرغم من أن هناك بعض أليف الظروف القاسية التي تعيش في ظروف شديدة الصعوبة على الأرض، بما في ذلك برامج المحاكاة التي تحاكى بيئة المريخ، فإنهُ لا يمكن للنباتات والحيوانات عمومًا البقاء على قيد الحياة في الظروف الموجودة على سطح المريخ.
الجاذبية على سطح المريخ تساوى 38٪ من جاذبية الأرض. على الرغم من أن الجاذبية الصغري معروفة بأنها تسبب مشاكل صحية مثل فقدان العضلات و هشاشة العظام ، فإنه من غير المعروف ما إذا كانت الجاذبية المريخية سيكون لها تأثير مُماثل. كان المشروع Biosatellite للمريخ مشروعًا مقترحًا يهدف إلى معرفة المزيد عن التأثير الذي ستحدثه جاذبية سطح المريخ على البشر، ولكن تم إلغاؤه بسبب نقص التمويل.
المريخ أكثر برودة من الأرض، فمع متوسط درجات حرارة السطح بين -87 و -5 ° م، فإن أدنى درجة حرارة سجلت على الأرض حتى الآن هي -89,2 درجة مئوية، في القارة القطبية الجنوبية.
قد تظهر المياه السطحية على المريخ لفترة وجيزة، ولكن فقط في ظل ظروف معينة.
ونظرًا لأن المريخ يبعد حوالي 52٪ عن الشمس، فإن كمية الطاقة الشمسية التي تدخل الغلاف الجوي العُلوي لكل وحدة مساحة (ثابت الطاقة الشمسية) تبلغ حوالي 43,3٪ فقط مما يصل إلى الغلاف الجوي العُلوي للأرض. ومع ذلك، فبسبب غُلاف المريخ الجوي الأضعف، تصل نسبة أعلى من الطاقة الشمسية إلى السطح. [المصدر لا يؤكد ذلك]
الحد الأقصى للإشعاع الشمسي على المريخ حوالي 590 واط/م2 مقارنة بحوالي 1000 واط/م2 على سطح الأرض. بالإضافة إلي أن العواصف الترابية على مدار السنة على سطح المريخ قد تمنع أشعة الشمس لأسابيع في كل مرة.
مدار كوكب المريخ أكثر انحرافاً عن الأرض (إنحراف مداري) ، مما يزيد درجة الحرارة والتغيرات الشمسية الثابتة. و بسبب عدم وجود غلاف مغناطيسي ، يمكن للعواصف الشمسية والأشعة الكونية الوصول بسهولة إلى سطح المريخ.
الضغط الجوي على المريخ أقل بكثير من حد أرمسترونغ الذي يمكن للناس البقاء على قيد الحياة من دون بذلات ضغط خاصة. وبما أنه لا يمكن توقع وجود عملية إعادة تأهيل للمريخ على أنها حل قريب الأجل، فإنه يتعين بناء هياكل صالحة للسكن على المريخ بأوعية ضغط شبيهة بالمركبة الفضائية ، قادرة على احتواء ضغط يتراوح بين 30 و 100 كيلو باسكال. أُنظر الغلاف الجوي للمريخ.
الغلاف الجوي المريخي هو 95 ٪ من ثاني أكسيد الكربون ، 3 ٪ النيتروجين ، الأرغون 1,6 ٪، وآثار غازات أخرى بما في ذلك الأكسجين مجموعها أقل من 0,4 ٪.
لا يعمل الغلاف الجوي الرقيق للمريخ على تصفية أشعة الشمس فوق البنفسجية.
شروط المستعمرة البشرية.
الظروف على سطح المريخ قريبة نسبياً إلى الظروف على سطح الأرض من حيث درجة الحرارة وضوء الشمس أكثر من أي كوكب آخر أو قمر آخر، باستثناء قمم السحب من كوكب الزهرة. ومع ذلك، فإن السطح غير مضياف للبشر أو أغلب أشكال الحياة المعروفة بسبب انخفاض ضغط الهواء بشكل كبير، والغُلاف الجوي الذي يحتوي على نسبة أكسجين بنسبة 0,1٪ فقط.
في عام 2012 ، تم الإبلاغ عن أن بعض الأشنة و البكتيريا الزرقاء نجت وأظهرت قدرة كبيرة على التكيف لعملية التمثيل الضوئي بعد 34 يومًا في ظروف المريخ المحاكية في مختبر محاكاة المريخ (MSL) الذي يحتفظ به المركز الألماني للطيران (DLR). و يعتقد بعض العلماء أن البكتيريا الزرقاء يمكن أن تلعب دورًا في تطوير مستوطنات ذاتية الأكتفاء على سطح المريخ. و يقترحون أن البكتيريا الزرقاء يمكن أن تستخدم مباشرة في تطبيقات مختلفة، بما في ذلك إنتاج الغذاء والوقود والأكسجين، ولكن أيضا بشكل غير مباشر: يمكن أن تدعم نمو الكائنات الحية الأخرى، مما يفتح الطريق أمام مجال واسع من الكائنات الحية التي تدعم الحياة بإستخدام موارد المريخ.
لقد إستكشف البشر أجزاء من الأرض تطابق بعض الظروف على سطح المريخ. استنادًا إلى بيانات وكالة الفضاء الأمريكية (ناسا) ، تتشابه درجات الحرارة على سطح المريخ (عند خطوط العرض المنخفضة) مع تلك الموجودة في القارة القطبية الجنوبية. ويماثل الضغط الجوي على الارتفاعات العليا (35 كم، الضغط على سطح المريخ.
يتطلب بقاء الإنسان على المريخ تدابير معقدة لحماية أشكال الحياة المختلفة والعيش في بيئات اصطناعية.
و قد تحققت وكالة ناسا في إمكانية الوصول إلى المياه على سطح المريخ (المجمدة أو غير ذلك) عن طريق الحفر.
التأثير على البشر.
يمثل المريخ بيئة معادية للسكن البشري. ولقد تم تطوير تقنيات مختلفة لمساعدة إستكشاف الفضاء على المدى الطويل ويمكن استخدام تلك التقنيات للسكن على سطح المريخ. الرقم القياسي الحالي لأطول رحلة طيران متتالية هو 438 يومًا من قبل رائد الفضاء فاليري بولياكوف ، وأطول وقت في الفضاء هو 872 يومًا من قبل جينادي بادالكا. أطول وقت يتم قضاؤه خارج نطاق حماية حزام فان آلن الإشعاعي هو حوالي 12 يومًا للهبوط على سطح القمر "أبولو17". وهذا أمر بسيط مقارنة برحلة الـ1100 يوم المُخطط من قِبل وكالة ناسا في عام 2028. كما افترض العلماء أن العديد من الوظائف البيولوجية المختلفة يمكن أن تتأثر سلبيًا ببيئة المريخ. بسبب ارتفاع مستويات الإشعاع، بالإضافة إلى العديد من الآثار الجانبية الفيزيائية التي يجب تخفيفها.
الآثار الفزيائية.
يؤثر الفرق في الجاذبية بين الأرض والمريخ (والفضاء عموماً) سلبًا على صحة الإنسان عن طريق إضعاف العظام و العضلات. و هُناك أيضا خطر من مرض هشاشة العظام ومشاكل القلب والأوعية الدموية. وَضَعت عمليات التناوب الحالية على متن محطة الفضاء الدولية رواد الفضاء في حالة انعدام الجاذبية لمدة ستة أشهر، وهي فترة زمنية مماثلة لرحلة في اتجاه واحد إلى المريخ. وهذا يعطي الباحثين القدرة على فهم بشكل أفضل الحالة الفيزيائية التي سيصل إليها رواد الفضاء إلى المريخ. فبمجرد الوصول إلى المريخ ستبلغ نسبة الجاذبية السطحية 38٪ فقط من التي على الأرض. وعند العودة إلى الأرض، فإن الشفاء من فقدان العظام وضمورها قد يستغرق وقتاً طويلاً، وقد لا يمكن عكس آثار الجاذبية الصُغري السلبية على الإطلاق.
هناك أيضا مخاطر إشعاعية شديدة على المريخ يمكن أن تؤثر على التفكير بشكل سليم، وتدهور صحة القلب والأوعية الدموية، وتمنع التكاثر، وتسبب السرطان.
الأثار النفسية.
بسبب بطء الاتصالات بين الأرض والمريخ، يجب تطوير بروتوكولات جديدة من أجل تقييم الصحة النفسية لأفراد الطاقم، لذلك طوّر الباحثون محاكاة مريخية تُسمى HI-SEAS تضع العلماء في مختبر مريخى مُحاكي لدراسة الآثار النفسية للعزلة، والمهام المتكررة، والعيش في أماكن صغيرة مع علماء آخرين قد تصل فترة المحاكاة إلى عام في كل مرة. ويجري تطوير برامج الكمبيوتر لمساعدة الطواقم في القضايا الشخصية في غياب التواصل المباشر مع المهنيين على وجه الأرض. الاقتراحات الحالية لاستكشاف المريخ والاستعمار هي اختيار الأفراد الذين اجتازوا الفحص النفسي. كما تم اقتراح جلسات نفسية اجتماعية للعودة إلى الوطن من أجل إعادة توجيه الناس إلى المجتمع.
إعادة تأهيل الكوكب.
هناك الكثير من النقاش حول إمكانية إعادة تأهيل المريخ للسماح لمجموعة متنوعة من أشكال الحياة، بما في ذلك البشر، بالبقاء دون مساعدة التكنولوجيا على سطح المريخ، بما في ذلك التقنيات اللازمة للقيام بذلك.
الإشعاعات.
ليس للمريخ غُلاف مغناطيسي كما للأرض. ويسمح هذا، إلى جانب الغلاف الجوي الرقيق، بكمية كبيرة من الإشعاعات المؤينة للوصول إلى سطح المريخ. تحمل المركبة الفضائية مارس أوديسي أداة لقياس الإشعاع. ووجدت ماري أن مستويات الإشعاع في المدار فوق المريخ أعلى بمقدار 2,5 مرة منها في محطة الفضاء الدولية. كان متوسط الجرعة اليومية حوالي 220 ميكروجراي (22 مهر) - أي ما يعادل 0,08 غي في السنة. سيكون التعرض لمدة ثلاث سنوات لهذه المستويات قريبًا من حدود الأمان التي تعتمدها حاليًا وكالة ناسا. [بحاجة لمصدر] المستويات على سطح المريخ ستكون أقل نوعًا ما وقد تختلف اختلافًا كبيرًا في مواقع مختلفة اعتمادًا على الارتفاع والمجالات المغناطيسية المحلية. و من شأن بناء الأحياء السكنية تحت الأرض (ربما في أنابيب الحمم المريخية الموجودة بالفعل) أن يُقلل بدرجة كبيرة من تعرض المستعمرين للإشعاع.
يبقى لنا الكثير لنتَعلمُه عن إشعاعات الفضاء. في عام 2003 ، إفتتح مركز ليندون ب. جونسون للفضاء التابع لناسا "مختبر ناسا للكشف عن الإشعاع الفضائي" ، في مختبر بروكهافن الوطني، والذي يوظف مسرعات الجسيمات لمحاكاة الإشعاع الفضائي. تدرس المُنشأة آثاره على الكائنات الحية، فضلا عن تجربة تقنيات التدريع. في البداية، كان هناك بعض الأدلة على أن هذا النوع من الإشعاع المزمن منخفض المستوى ليس بالقدر نفسه من الخطورة كما كان يعتقد في السابق ؛ لكن أشارت نتائج دراسة أُجريت عام 2006 إلى أن البروتونات من الإشعاع الكوني قد تُسبب ضعفًا كبيرًا في الحمض النووي كما كان متوقعًا سابقًا، مما يعُرض رواد الفضاء إلى خطر أكبر للإصابة بالسرطان والأمراض الأخرى. و نتيجة للإشعاع العالي في بيئة المريخ، ذكر التقرير الموجز لمراجعة لجنة خطط الطيران البشرية الأمريكية في عام 2009 أن: " المريخ ليس مكانًا سهلاً للزيارة بالتكنولوجيا الحالية ودون استثمار كبير في الموارد. " تستكشف ناسا مجموعة متنوعة من التقنيات والتقنيات البديلة مثل الدروع الواقية من البلازما لحماية رواد الفضاء والمركبات الفضائية من الإشعاع.
في سبتمبر 2017 ، ذكرت وكالة ناسا أن مستويات الإشعاع على سطح كوكب المريخ قد تضاعفت بشكل مؤقت، وكانت مرتبطة مع الشفق 25 مرة أكثر إشراقا من أي ملاحظة في وقت سابق، وذلك بسبب عاصفة شمسية ضخمة وغير متوقعة في منتصف الشهر.
رحلات الفضاء بين الكواكب.