Технологии развиваются не по дням, а по часам, и этот процесс должен продолжаться, если человечество собирается посылать людей жить на Марсе в течение следующих нескольких десятилетий. На самом деле НАСА планирует отправить свой первый пилотируемый корабль на Марс уже в 2030-х годах. Но есть несколько ключевых элементов технологий, которые человечество должно будет улучшить, прежде чем можно надеяться достичь красной планеты без проблем.
Экстракторы воды
Несмотря на недавнее открытие жидкой воды на Марсе, будущие колонизаторы будут зависеть от замерзшей воды, находящейся в марсианской почве. Извлечение этой воды может подразумевать физическое рытье или может означать использование микроволн, чтобы выпарить воду и довести ее до поверхности в виде газа. К сожалению, в то время как машины для обеих этих операций были протестированы на Земле, никакие солидные экстракторы воды пока еще не были проверены на самом Марсе.
Безусловно, важно убедиться, что оборудование работает, прежде чем рассматривать вопрос о создании постоянной базы на Марсе. Дело не только в том, что колонизаторы могут умереть от обезвоживания. Некоторые эксперты предложили использовать воду для получения кислорода путем разделения водорода и кислорода, которые составляют молекулы воды. Если этот использовать этот план и машина по сбору воды сломается, колонизаторам будет угрожать опасность умереть от недостатка кислорода. Но даже если использовать альтернативную систему получения кислорода (например, путем расщепления углекислого газа из марсианской атмосферы), вода будет необходима для изготовления топлива, а также для питья. Такое жизненно важное оборудование должно быть испытано в условиях Марса, чтобы обнаружить его недостатки прежде, чем доверить ему жизнь людей.
Скафандры для Марса
Среда Марса представляет для человека некоторые весьма интересные трудности и большое количество опасностей, которые могут не убить колонизаторов сразу, но вызвать серьезные проблемы со здоровьем. Например, исследование Марса требует специальных костюмов, даже более продвинутых, чем современные скафандры.
Для начала, Марс часто подвергается воздействию смертельной космической радиации. На Земле люди защищены от этих космических лучей атмосферой и магнитным полем, известным как магнитосфера. Орбитальный космический корабль, такой как Международная космическая станция (МКС) находится внутри магнитосферы, поэтому только несколько астронавтов рискнули полностью подвергнуться космической радиации на коротких миссиях за пределами низкой околоземной орбиты. Полет на Марс займет гораздо больше времени, делая радиационную защиту жизненно важной.
В чем особая сложность создания марсианских костюмов? Они должны быть достаточно легкими, в то же время обеспечивая адекватную защиту. Одним из вариантов решения проблемы могут быть гидрогенезированные боронитридные нанотрубки. Первоначально они были разработаны для защиты космических аппаратов. Исследователи фактически вплели эти нанотрубки в волокно, которое может быть смешано с тканью скафандров, чтобы обеспечить защиту от радиации.
Другая проблема заключается в том, что состояние человеческого тела имеет тенденцию ухудшаться без давления со стороны земного притяжения. Астронавты на МКС страдают от атрофии мышц и могут терять до двух процентов костной массы в месяц. На МКС эта проблема решается с помощью упражнений, но для долгосрочных миссий на Марсе исследователи разработали скафандр с гравитационной нагрузкой, который имитирует влияние гравитации Земли, осторожно сдавливая тело. Костюм облегает тело, что позволяет носить его под большими скафандром за пределами космического корабля или на поверхности Марса.
Космические корабли
Само собой разумеется, что высадка человека на Марс будет значительно более сложной задачей, чем посадка беспилотного ровера, такого как Curiosity. До сих пор людям удались только несколько коротких пилотируемых полетов на Луну, которая расположена примерно в двести раз ближе к Земле, чем Марс.
Но НАСА возлагает большие надежды на космическую капсулу «Орион». Разработанный для миссии на Марс, «Орион», как надеются, будет в состоянии проделать длительное космическое путешествие и перевезти до четырех астронавтов во время полета, длящегося от шести до девяти месяцев.
Тем не менее, миссия «Ориона» на Марс не состоится, по крайней мере, до конца 2030-х годов. Во-первых, НАСА планирует протестировать его в полетах на Луну и, по меньшей мере, на один астероид. Агентство также разрабатывает огромную новую ракету, комплекс сверхтяжёлой ракеты-носителя, для запуска «Ориона». Первые пилотируемые испытания предварительно запланированы на 2021 год, хотя теперь, похоже, скорее всего, они будут отложены, по крайней мере, до 2023 года.
В то же время, «Орион» совершил свой первый беспилотный полет в декабре 2014 года. Миссия была предназначена для тестирования капсулы и сбора информации о воздействии радиации. На данный момент излучение от галактических космических лучей помешало бы людям проводить больше, чем сто пятьдесят дней за пределами околоземной орбиты. Миссия на Марс и обратно займет гораздо больше времени, чем сто пятьдесят дней, поэтому разработка эффективной радиационной защиты для «Ориона» будет иметь ключевое значение.
