Колонизация Марса

Колонизация Марса — теоретическое заселение Марса человеком. В силу относительно небольшого расстояния до Земли и природных характеристик, Марс, наряду с Луной, является самым вероятным кандидатом на основание колонии людей в обозримом будущем. Путешествие к Марсу с Земли требует наименьших энергетических затрат, если не считать Венеры. Человек не сможет прожить на поверхности Марса без защитного снаряжения. Тем не менее, по сравнению с условиями на жарких Меркурии и Венере, холодных внешних планетах и лишённых атмосферы Луне и астероидах, условия на Марсе гораздо более пригодные для освоения➤.
В качестве целей колонизации Марса называются следующие:
Таким образом, на текущий момент и ближайшее будущее актуальна только первая цель. Ряд энтузиастов идеи колонизации Марса считает, что при больших первоначальных затратах на организацию колонии в перспективе, при условии достижения высокой степени автономии и организации производства части материалов и предметов первой необходимости (прежде всего — кислород, вода, продукты питания) из местных ресурсов, этот путь ведения исследований окажется в целом экономически эффективнее, чем отправка возвращаемых экспедиций или создание станций-поселений для работы вахтовым методом. Кроме того, в перспективе Марс может стать удобным полигоном для проведения масштабных научных и технических экспериментов, опасных для земной биосферы.
Время полёта с Земли до Марса (при нынешних технологиях) составляет 6-8 месяцев; с повышением начальной скорости время полёта быстро сокращается, поскольку уменьшается и путь. В принципе, доставка на Марс необходимого минимума снаряжения и припасов на начальный период существования небольшой колонии не выходит за пределы возможностей современной космической техники, с учётом перспективных разработок, срок реализации которых оценивается в одно-два десятилетия. На текущий момент принципиальной нерешённой проблемой остаётся защита от излучений во время перелёта; в случае её решения сам перелёт (в особенности, если он будет производиться «в одну сторону») вполне реален, хотя и требует вложения огромных финансовых средств и решения целого ряда научных и технических вопросов различного масштаба.
«Mars One» — частный проект по сбору средств, руководимый Басом Лансдорпом, предполагавший полет на Марс с последующим основанием колонии на его поверхности и трансляцией всего происходящего по телевидению. В 2022 году (во время следующего сближения Земли с Марсом, происходящего раз в 26 месяцев) планировалось запустить пробную миссию, в 2024 году — установить на орбите Красной планеты спутник связи, двумя годами спустя за этим должен был последовать марсоход, который выберет подходящее место для размещения марсианской колонии, а затем и шесть кораблей с грузами для снабжения этой последней. На 2031 году был запланирован запуск и собственно экспедиции — первого экипажа из четырёх будущих колонистов, лишённых, однако, технической возможности вернуться обратно на Землю. В дальнейшем предполагался запуск аналогичных групп каждые два года, по крайней мере, ещё пять раз подряд. В 2019 году «Mars One» заявил о закрытии проекта.
«Inspiration Mars Foundation» — американская некоммерческая организация (фонд), основанная Деннисом Тито, планировавшая отправить в январе 2018 года пилотируемую экспедицию для облёта Марса.
«Столетний космический корабль» (англ. Hundred-Year Starship) — проект, общей целью которого является подготовка в течение века к экспедиции в одну из соседних планетарных систем. Одним из элементов подготовки является реализация проекта безвозвратного направления людей на Марс с целью колонизации планеты. Проект разрабатывает с 2010 года Исследовательский центр имени Эймса — одна из основных научных лабораторий НАСА. Основная идея проекта состоит в том, чтобы отправлять людей на Марс для того, чтобы они основали там колонию и продолжали жить в этой колонии, не возвращаясь на Землю. Отказ от возвращения приведёт к значительному сокращению стоимости полёта, появится возможность взять больше груза и экипаж. Дальнейшие полёты будут доставлять новых колонистов и пополнять их запасы. Возможность обратного перелёта появится лишь тогда, когда колония своими силами сможет организовать на месте производство достаточного количества необходимых для этого предметов и материалов из местных ресурсов (прежде всего, речь идёт о топливе и запасах кислорода, воды и пищи).
Starship — разрабатываемая компанией SpaceX многофункциональная сверхтяжёлая система, предполагающая создание многоразового космического транспорта для доставки грузов и людей в любую точку Солнечной системы, в том числе на Марс с целью создания там в будущем самоподдерживающейся колонии. Система предполагает, что мощная первая ступень будет выводить на орбиту Земли вторую — собственно космический аппарат, затем возвращаться за счет реактивного приземления; отдельно будет выполняться в несколько этапов заправка топливом с помощью топливного танкера. В момент, когда Земля и Марс будут расположены наиболее выгодным образом, заправленный и загруженный межпланетный корабль по быстрой полуэллиптической траектории будет отправляться к Марсу, после чего последует полёт длительностью в среднем 115 дней. При достижении Марса корабль спустится через атмосферу и приземлится с помощью реактивных двигателей. Спустя некоторое время, когда планеты снова выровняются, после заполнения баков произведённым на Марсе топливом, корабль сможет стартовать к Земле используя только собственные двигатели, без ракеты-носителя, с полезным грузом и экипажем. Такие рейсы будут повторяться многократно по мере строительства колонии. Проект был представлен 27 сентября 2016 года на 67-м ежегодном Международном конгрессе астронавтики в Гвадалахаре под названием «Межпланетная транспортная система». 19 ноября 2018 года было объявлено о существенном изменении дизайна системы и переименовании её в Starship. Общая концепция и план полёта остались неизменными. Первый пилотируемый полёт на Марс предположительно запланирован на 2029 год.
По мере осуществления терраформирования условия на поверхности Марса станут уже более приемлемыми для нахождения там без скафандров и даже (после создания полноценной атмосферы) без дыхательных масок. Однако этот процесс займёт довольно долгое время: ученые полагают, что для того чтобы, в частности, воздух стал пригодным для дыхания на Марсе, потребуется при нынешних технологиях от 300 лет до целого тысячелетия, а по менее оптимистичным оценкам, это займёт миллионы лет.
Крайне высокая стоимость доставки колонистов и грузов на Марс является основным ограничивающим фактором проекта колонизации. Создание космического корабля для полёта к Марсу — сложная задача. Одной из главных проблем является защита космонавтов от потоков частиц солнечной радиации. По результатам непосредственных измерений радиационного детектора RAD на борту марсохода Curiosity во время перелёта между Марсом и Землёй его участники получат потенциально опасную дозу космической радиации порядка 0,66 зиверта (около 1,8 миллизиверта в день), тогда как по стандартам NASA максимальная допустимая доза составляет от 0,6 до 1 зиверт для женщин и от 0,8 до 1,2 зиверт для мужчин (считается, что дополнительный риск развития рака на протяжении жизни при таких дозах не превышает 3 %). Обшивка корабля может заблокировать лишь около 5 % всего излучения — частицы солнечного ветра, а от лучей высокой энергии (оставшиеся 95 %) практически невозможно защититься. Поэтому космические корабли, отправляющиеся к Марсу, должны обладать особыми «убежищами» или другими средствами защиты от облучения, либо необходимо сокращать время полёта. Предлагается несколько путей решения этой задачи, например, создание особых защитных материалов для корпуса или даже разработка магнитного щита, подобного по механизму действия планетарному.
Также существуют сложности при посадке на поверхность, включающей в себя как минимум четыре обязательных стадии:
«Стартовое окно» для полёта между планетами открывается один раз в 26 месяцев. С учётом времени перелёта даже в самых идеальных условиях (удачное расположение планет и наличие транспортной системы в состоянии готовности) ясно, что, в отличие от околоземных станций или лунной базы, марсианская колония в принципе не будет иметь возможности получить оперативную помощь с Земли или эвакуироваться на Землю в случае возникновения нештатной ситуации, с которой невозможно справиться своими силами. Таким образом, просто для выживания на Марсе колония должна иметь гарантированный срок автономности не менее трёх земных лет. С учётом возможности возникновения в течение этого срока самых различных нештатных ситуаций, аварий оборудования, природных катаклизмов ясно, что для обеспечения выживаемости колония должна иметь значительный резерв оборудования, производственных мощностей во всех отраслях собственной промышленности и, что на первых порах самое главное, энергогенерирующих мощностей, так как и всё производство, и вся сфера жизнеобеспечения колонии будет остро зависеть от наличия электроэнергии в достаточных количествах.
С целью исследования возможных проблем при перелёте на Марс и нахождении на планете проводились различные исследования: строились т. н. аналоговые станции, ставились эксперименты, моделирующие условия пилотируемой миссии на Марс. Можно выделить следующие основные проблемы, связанные с условиями пребывания на Марсе:
Наилучшие места для колонии тяготеют к экватору и низменностям. В первую очередь это:
В случае терраформирования первый открытый водоём появится в долине Маринера.
При успешном выполнении первоочередных задач по развёртыванию автономной полноценно функционирующей колонии, представляющими собой наиболее сложный этап, по оптимистичным оценкам число желающих мигрировать на Марс (при условии возможности возвращения) может возрастать в геометрической прогрессии.
Помимо основных аргументов критики идеи колонизации космоса человеком, имеются и возражения, специфичные для Марса:
Опросы общественного мнения в США, однако, показывают, что порядка 2/3 опрошенных поддерживают идею отправки людей на Марс и всевозможной поддержки этого проекта государством.
По мнению астронома Владимира Сурдина, колонизация Марса не имеет смысла: