Класическите научнофантастични приказки за Марс често са представяли очи с марсиански очи, които нахлуват на Земята заради нейните ценни ресурси. Но реалността е, че през следващите двадесет години - с всички технически и бюджетни ограничения - хората ще бъдат единствените, които нахлуват в Червената планета. Тази година НАСА представи най-новия си план за скок от 300 милиона километра до четвъртата планета от Слънцето. Стратегията предвижда създаването на лунна станция в орбитата на Луната, която да служи като междинна точка за космически полети на дълги разстояния до Марс. Пилотираният аванпост на Deep Space Gateway ще служи като стартова площадка за Deep Space Transport, версия на Enterprise на космическата агенция.
До началото на 2030-те години астронавтът може да е оставил първата човешка следа върху друг небесен обект от 1969 г. насам. Той или тя ще се нуждае от умни джаджи, които ще позволят да се живее на студена, негостоприемна планета далеч, далеч от най-близкото място, което може да се нарече „дом“.
Вода, вода навсякъде
Фактът, че на Марс има вода, вече не изненадва никого. Повърхностните течения на Червената планета, които периодично изтичат, карат учените да вярват, че наистина трябва да има течна вода. НАСА обяви миналата година, че е открила и огромен резервоар от лед, замръзнал под твърдата повърхност на планетата.
Въпреки това, ранните пътници до Марс е малко вероятно да имат лесен достъп до тези източници на вода, или ще бъде твърде скъпо за достъп до тях. Вместо това бъдещите астронавти биха могли да използват тип водоуловител, разработен от учени от Калифорнийския университет в Бъркли.
Това устройство, захранвано със слънчева енергия, използва специална метално-органична рамка (MOF) за изтегляне на вода от въздуха при условия на най-малко 20 процента влажност. Проучване по тази тема беше публикувано миналия месец в списание Science.
Промоционално видео:
С този прототип беше възможно да се съберат около три литра вода от въздуха за 12 часа, като се използва само килограм MOF. Рамката комбинира метали като магнезий с органични молекули, които се нареждат в твърди, порести влакна, за да съхраняват газове и течности.
„Ако относителната влажност на Марс е около 20 процента или повече, не разбирам защо това устройство не може да работи там“, казва Омар Яги, съавтор на работата, която за първи път е изобретила MOF преди 20 години.
Докато ловецът на вода би бил чудесно полезен в сухи места на Земята, такова устройство ще работи на напълно сух Марс, където въпреки пустинните условия относителната влажност може да достигне 80-100% през нощта - което е повече от достатъчно за изсмукване на водата от атмосферата.
Екипът на Yagi вече работи по по-евтин и по-ефективен MOF за сорбция на водни пари. „Въпрос на време е тази технология да стане икономически конкурентна. Това е важна стъпка към бъдещето на водоснабдяването, аз го наричам „персонализирана вода“.
Цивилизационен печат
В наши дни можем да отпечатваме 3D всичко - дори работещи яйчници. Способността да се произвеждат инструменти и части определено ще помогне на марсианските колонисти, които не могат да вземат всичко със себе си с едно движение.
Наскоро екип от Северозападния университет демонстрира способността да отпечатва 3D структури, използвайки марсиански и лунен прах. По-точно не истински прах, а одобрен от НАСА имитатор със същия размер и форма. Изследователите, водени от Рамил Шах, са използвали така наречения процес на 3D рисуване, който използва нови мастила, които лабораторията й преди е използвала за отпечатване на неща като графен и въглеродни нанотръби.
Изследването е публикувано по-рано тази година в Nature Scientific Reports.
Съставен от 90% тегловно прах, 3D печатният материал е изключително гъвкав и издръжлив като гума. Тя може да бъде „изрязана, разточена, сгъната и оформена преди 3D рисуване“. Можете дори да правите LEGO тухли.
„На места като други планети и луни с ограничени ресурси хората ще трябва да използват наличното на тази планета, за да живеят“, казва Шах, асистент в Инженерното училище в Маккормик. „Нашите 3D мастила наистина отварят възможността за отпечатване на различни функционални или структурни обекти, за да създадат местообитания отвъд Земята.“
Дом далеч от дома
НАСА разработва собствено решение за настаняване на Червената планета. Това е иглу.
Технически „Марсианската ледена къща“е голяма, надуваема тръбна конструкция, която ще включва материали, събрани от планетата и затворени в ледена обвивка.
Идеята на надуваемата част на конструкцията е, че тя е лесна за транспортиране. Защо лед? Водата осигурява отлична защита срещу радиация и това е една от най-големите опасности, пред които са изправени хората в космическите пътувания. Дългосрочното излагане може да причини рак или дори остра лъчева болест.
Като алтернатива жилищата, лабораториите и други сгради могат да бъдат погребани под повърхността, което принуждава изследователите да живеят като троглодити. Но Mars Ice Home предлага по-добра перспектива.
„Всички избрани от нас материали са полупрозрачни, така че част от дневната светлина отвън може да влезе и да ви уведоми, че се намирате в къща, а не в пещера“, каза Кевин Кемптън, главен изследовател на проекта „Леден дом на Марс“в НАСА.
Една ябълка на ден
Не е ясно дали научнофантастичният блокбастър „Марсианецът“действително е увеличил продажбите на картофи, но учените разработват сложни самоподдържащи се растителни ферми, които ще осигурят на бъдещите астронавти пресни плодове и зеленчуци.
Например, съвместен проект между НАСА, Университета в Аризона и частни предприятия е биорегенеративна система за поддържане на живота (BLSS), представена от хидропонна растителна камера, която не се нуждае от почва (или, още по-добре, от човешки изпражнения) за производство на храна.
Системата със затворен цикъл започва с богата на хранителни вещества вода. Хранителната вода поддържа растителната коренова система. Системата е от полза едновременно за растенията и хората, тъй като последните излъчват въглероден диоксид, който се абсорбира от растителността. Растенията от своя страна произвеждат кислород чрез фотосинтеза.
„Първият ни голям проект стартира през 2004 г. Проектирахме и изградихме камера за отглеждане на храни на Южния полюс (Антарктида). Все още е там и все още работи “, казва Джийн Джакомели, директор на Селскостопанския център за управлявана среда и бивш главен изследовател на проекта BLSS.
BLSS беше представен в Biosphere 2, затворена екологична система, собственост и експлоатация на австралийци.
Предизвикателства пред нас
Очевидно предстои още много работа, преди астронавтите да започнат да отглеждат вкусни червени ябълки на Червената планета. НАСА и нейните търговски партньори все още разработват ракети от следващо поколение, които ще се справят с всички тежки операции на бъдещи мисии. В ход са и други проекти за създаване на модули за обитаване в дълбокия космос, които ще отведат хората до Марс.
Остават сериозни пречки. Например проблемът с радиацията. Учените, финансирани от ЕКА, наскоро анонсираха устройство, което симулира космическа радиация за изследване на заплахите и разработване на решения за смекчаване на нейното въздействие върху хората и оборудването. В момента аерокосмическата медицина се фокусира върху изучаването на това как хората остават здрави и устойчиви в дълбокия космос.
Има и въпросът за отсъствие от дома. Достатъчно силни ли са хората, за да оцелеят толкова дълго пътуване? По тази тема се провеждат изследвания и в антарктически условия.
Тази година ще се навършат 60 години от началото на космическата ера, когато Русия за първи път изстреля космически спътник. Пристигането на Марс за по-малко от век от тази повратна точка ще бъде исторически момент, който предвещава ново бъдеще за човешката раса.
ИЛЯ ХЕЛ