Топливо
На данный момент Orion представляет собой относительно небольшой космический аппарат, но перевозка астронавтов живыми и в здравыми в многомесячном путешествии на Марс потребует добавления гораздо большего «жилого модуля». Перевозка такого большого космического аппарата на всем пути на Марс потребует огромного количества топлива. Это топливо само по себе добавит к массе шаттла, ограничивая пространство для инструментов и требуя еще больше усилий, чтобы выбраться из атмосферы Земли.
Одно из возможных решений было бы найти более эффективный вид топлива. На данный момент большинство космических аппаратов рассчитаны на питание от химической двигательной системы. Тем не менее, NASA работает над типом двигательной системы, известной как солнечная электрическая силовая установка (SEP). Она захватывает энергию Солнца и использует ее для ускорения атомов ксенона в выхлопной струе, что двигает космический корабль. Эта система будет намного легче, чем любой химический двигатель.
Тем не менее, существует проблема. На данный момент солнечные батареи просто не могут собрать достаточное количество энергии для двигателей SEP, чтобы обеспечить такую же тягу, как и химические двигатели, а это означает, что корабль с солнечной электрической силовой установкой будет лететь к Марсу гораздо дольше. Это является серьезной проблемой для пилотируемого полета, так как необходимо обеспечить астронавтам качественные и безопасные условия минимум на шесть месяцев до прибытия на Марс.
В результате некоторые эксперты предположили, что экономичные двигатели SEP должны использоваться для транспортировки материалов и оборудования на Марс. После того, как тяжелые предметы снабжения благополучно приземлятся, космонавты могли бы совершить более быстрый перелет на облегченном космическом корабле с химическим двигателем, предназначенным для того, чтобы просто быстро и безопасно доставить их на Марс.
Оборудование для приземления
Даже если бы уже был корабль, который мог бы перевозить людей и оборудование на Марс, есть все еще трудноразрешимая проблема: пока просто нет технологии, чтобы благополучно приземлиться на планету. Люди могут посадить космический корабль на Луне, где по существу нет атмосферы. Они могут легко приземлиться на Земле, которая имеет гораздо более толстый слой атмосферы, чем Марс. Но тонкая атмосфера Красной планеты ставит перед людьми уникальные задачи, которые делают посадку даже легких автоматических зондов огромной проблемой. В настоящее время нет способа благополучно посадить на Марс корабль, достаточно большой, чтобы нести людей.
НАСА работает над этой проблемой и в настоящее время испытывает комбинацию огромного парашюта для применения на сверхзвуковых скоростях и воздушного тормоза в форме пончика. Испытание в 2015 году не было успешным, парашют порвался после неудачной попытки раскрыться. Тем не менее, тест представил ценные данные, которые НАСА планирует использовать для улучшения конструкции. Так как миссия НАСА на Марс предварительно запланирована на 2030-е годы, у них есть много времени, чтобы поработать над проблемой.
В то же время спорный проект «Марс Один», который разработан для создания частной колонии на Марсе, планирует использовать космический аппарат, который замедляется сам с помощью ракет и без парашюта. Этого никогда не делалось раньше, и эксперты описывают проект «Марс Один» как «безумный».
Растения
В недавней киноверсии «Марсианин» персонаж Мэтта Дэймона Марк Уотни изображается как гениальный ботаник, способный выращивать картофель в красной почве Марса. В реальной жизни ближайшим эквивалентом Уотни является Брюс Багби, ученый Университета штата Юта, с салатом, недавно выращенным на МКС. Согласно Багби, основные понятия «Марсианина» были правильными, но фильм недооценивает сложность выращивания растений на Марсе.
Для начала, Марс получает только шестьдесят процентов солнечного света по сравнению с Землей. И радиационно-экранированная среда обитания Уотни заблокировала бы еще больше света. В реальной жизни, говорит Багби, ферме на Марсе потребуется искусственный источник света или система зеркал и волоконной оптики, чтобы сконцентрировать тот солнечный свет, который Марс в действительности получает.
Багби также говорит, что было бы чрезвычайно трудно выращивать растения в марсианской почве. На самом деле Красная планета довольно «ржавая», поскольку ее почва полна окислов железа. Это окисленная почва не является идеальной для жизни растений, поэтому марсианские колонисты должны были бы вырастить свои зерновые культуры в системе гидропоники, либо обработать почву для удаления оксидов железа и повышения производительности.
Но благодаря работе Багби и других, будущие марсиане должны иметь все, что нужно для выращивания съедобных растений на пути к Марсу и на самой планете. Всего несколько месяцев назад астронавт Скотт Келли стал первым человеком, попробовавшим салат, выращенный в космосе. По-видимому, он был очень вкусен.
Строительные боты
Нельзя просто сбрасывать людей на Марс без инфраструктуры на нем и ожидать от них, чтобы они построили все, что нужно, сами. Все реалистичные планы колонизации планеты предполагают первым делом отправку беспилотных кораблей, нагруженных припасами, а также роботами, которые должны провести подготовительную работу, прежде чем смогут прилететь люди. Например, роботы могли бы построить пригодную для жизни среду обитания и начать извлечение воды из почвы задолго до первого человека, ступившего на Красную планету. Проблема заключается в том, что эти строители-роботы еще не созданы, а роботы, которые можно в настоящее время создать, довольно ограничены в том, чего они могут достичь на Марсе.
В настоящее время НАСА работает совместно с двумя университетами над человекоподобным роботом, названным R5. Тем не менее, некоторые ставят под сомнение, что двуногий робот является лучшим решением, утверждая, что четыре ноги или предпочтительно протекторы будут гораздо надежнее. Скептики также выступают против возложения слишком больших надежд на механических рабочих. Вместо этого они утверждают, что нужно просто сделать большую часть работы на Земле, насколько это возможно. Например, можно заранее создать надувные укрытия, что избавит от необходимости создания роботами укрытий из твердых материалов. Это освободило бы ботов для решения простых задач, не требующих навыков разрешения сложных проблем или точного управления двигателем.
