Уважаемые почитатели Марса! Сайт "Галактика" представляет Вам свою версию журнала, с разрешения его автора.

МАРСИАНСКИЕ БАЗЫ И ПОСЕЛЕНИЯ. 

Проблема освоения Марса включает в себя множество задач. В их число входят, создание первичных марсианских баз, и построение марсианских поселений. Эти задачи различны между собой. Так, первичная марсианская база это объект, который должен быть собран на месте высадки из привезенных с Земли блоков и материалов и обеспечить безопасную работу и жизнедеятельность первых партий поселенцев Марса. Марсианские же поселения это уже капитальные постройки, которые должны быть созданы с применением местных строительных материалов и быть призваны служить домом для поколений населения Марса. Из разницы задач вытекает и разница в предъявляемых к этим классам объектов требований.

Первичная марсианская база должна отвечать следующим требованиям:
  • простота и скорость сборки из готовых блоков и материалов,
  • 100%-я эффективность использования площадей (ничего лишнего),
  • возможность разборки и перенесения базы на новое место,
  • замкнутый цикл жизнеобеспечения,
  • возможность развертывания систем частичного самообеспечения.

Марсианские поселения (сеть марсианских поселений) должны отвечать следующим требованиям:

  • полное самообеспечение, при замкнутом цикле жизнеобеспечения,
  • наличие рядом с каждым из поселений месторождений каких-либо полезных ископаемых,
  • наличие предприятий добычи и переработки этих полезных ископаемых,
  • наличие внутреннего транспорта и транспорта, связывающего поселение с другими подобными,
  • эффективное использование площадей, предполагающее однако же при этом и достаточную комфортность среды обитания,
  • полная защита от радиации и других вредных факторов, безопасность среды обитания.

Начало колонизации Марса предполагает длительное предварительное изучение планеты автоматическими межпланетными станциями (АМС). Прежде чем на Марс отправятся люди, необходимо получить гораздо более полное представление о планете и о ее ресурсах, чем имеющееся на настоящее время. Постройке баз должны будут предшествовать разведочные экспедиции АМС, желательно с роботами-марсоходами, которые осуществят осмотр наиболее подходящих, выбранных заранее мест, и снимут необходимые для привязки базы к местности замеры. Полагаю, что использовать для этих целей экспедиции с людьми нецелесообразно в силу их огромной стоимости и большого риска. Из нескольких мест, проверка которых была проведена роботами, будут выбраны наиболее перспективные.

Одной из проблем строительства марсианских баз станет тот факт, что наиболее пригодным для обитания районом является экватор, с его более теплым климатом и гораздо более разнообразным, а следовательно, и более привлекательным с геологической и промышленной т. зрения, рельефом, однако больших количеств воды там пока не обнаружено. Полагают, что грунт в умеренных и экваториальных широтах, между параллелями 60 град. значительно прогревается и лед там отсутствует в слое толщиной от неск. десятков до 300-400 м. (при этом на данный момент нет доказательств, что он имеется там вообще даже на больших глубинах). Поэтому, возможно, что, если лед, или другие источники воды (к примеру, гидраты солей) в более умеренных широтах не будут обнаружены, придется строить как минимум одну базу в высокоширотном районе исключительно для решения задачи обеспечения водой главного района развития. При этом придется решать также проблему доставки этой самой воды в основной район развития, расположение которого естественно предположить в экваториальном районе.

Задачу такой доставки нельзя назвать простой, т.к. применение на Марсе авиации труднопредставимо, прокладка же дорог или трубопроводов на большие расстояния в условиях неизученной и враждебной человеку планеты задача не для начальных этапов колонизации. Подходящим средством для решения этой проблемы на первых порах представляется ракетный способ. Предполагая необходимость создания сети из нескольких первичных баз, нужно констатировать, что в любом придется решать проблему их сообщения между собой, что ввиду достаточно большой удаленности друг от друга (а иначе нет смысла все это затевать, т.к.. иначе первичный сбор информации о планете не будет достаточно объемным) требует применения именно ракетного транспорта. В качестве такого предлагается использовать аппарат небольших габаритов и небольшой грузоподъемности, работающий на кислород-водородном топливе местного производства, получаемого электролизом все той же воды. В дальнейшем, при развитии на Марсе соответствующей инфрастуктуры, эта проблема должна быть решена другим способом - прокладкой дороги или трубопровода.

Таким образом одной из главнейших задач первого этапа является нахождение залежей льда или гидратов солей как можно ближе к центральному району развития, а одной из главнейших задач второго этапа - построение производства по добыче и переработке водяного сырья и налаживание пути доставки воды в центральный район развития. Вообще, полагаю, что главными задачами первого этапа колонизации будет прежде всего геологическая разведка и поиск наиболее подходящих мест для основания поселений. При этом первичным марсианским базам отводится роль поселков геологоразведчиков. Сама же разведка должна осуществляться с помощью марсианских вездеходов, рассчитанных на длительное автономное существование вдали от баз и снабженных необходимым геологическим оборудованием, с экипажем состоящим, как минимум, из двух человек.

На первичной базе может быть размещено несколько таких вездеходов, также должна иметься ремонтная мастерская, диспетчерский пункт, осуществляющий контроль за действиями экспедиций и контакт с остальными базами, в том числе и с центральной. Кроме того на базе должны быть: системы обеспечения жизнедеятельности и теплового режима, энергетические установки (работающая и, как минимум, две дублирующие), жилые помещения, лаборатория, столовая и кухня, оранжереи, выходные шлюзы, ангары для техники и др.

При создании проекта было принято, что везти готовые блоки нецелесообразно и блоки, из которых будет собираться такая база будут изготавливаться на месте из привезенных с Земли заготовок. Для постройке данной базы предусмотрено применение блоков двух видов: основного и переходного. При черновых рассчетах принято, что размеры каждого основного блока одинаковы и составляют 8*4*2 м, а переходного 8*3*2 м. Проектируемая база рассчитана на 15 - 16 человек. Ее общая площадь 720 кв.м (1 этаж - 456 кв.м, 2 этаж - 264 кв.м).

В данном проекте 2 центральных блока первого этажа (как наиболее защищенные от любых внешних воздействий) отводятся под жилые помещения (каждое рассчитано на 8 мест). В любом случае, при выходе базы в рабочее состояние, часть работников базы будет находиться в экспедициях, часть на смене, так что жилые помещения не будут заняты полностью.

Остальные блоки первого этажа в проекте отведены под оранжерею. Общая площадь этих блоков составляет таким образом 128 кв.м, что недостаточно для полного самообеспечения сельскохозяйственными продуктами, однако же должно позволить производить естественным путем очистку воздуха от антропогенных токсинов (точное установление необходимых для этого площадей и культур должно быть произведено опытным путем при детальной разработке и испытании марсианской базы), а также частично обеспечить базу продуктами.

На втором этаже, согласно проекту, расположены: диспетчерский пункт, лаборатория, столовая и кухня, баня, установка приема и очистки отработанной воды, установки газоразделения и приготовления воздушных смесей. Между основными блоками предусмотрены ангары для вездеходов, имеющие размеры: 8*6*4 м, в которых на случай ремонта возможно установление нормальных земных условий (для иных случаев предусмотрены шлюзопереходы в каждый ангар). Энергообеспечение базы долно осуществляться установленным на удалении от нее атомным реактором. Порядок сбора такой базы следующий:

  1. 1 - установка и запуск реактора.
  2. 2 - сборка и монтаж блоков первого этажа.
  3. 3 - пуск в эксплуатацию оранжереи.
  4. 4 - сборка и монтаж блоков второго этажа.
  5. 5 - сборка ангара (установка в промежутках между основными блоками ворот и крыши).
  6. 6 - утепление стен валом грунта.

На рисунке изображен внешний вид первичной марсианской базы. Сооружение цилиндрической формы, отстоящее от основного здания это наземный вход к расположенной под поверхностью энергетической установке (атомной). Зеленым цветом обозначены входы, оранжевым поверхность, темно-зеленым - строения, черным - утепляющая земляная насыпь.

Первичная база после окончания исследований в районе ее размещения может быть разобрана на блоки и в таком виде перенесена на новое место. В отличии от баз, поселения это уже капитальные строения со своими добывающими и перерабатывающими предприятиями, обеспечивающие своему населению полное снабжение пищей.

Полагаю, что в целях радиационной безопасности поселения должны располагаться под землей. Технология их постройки, по моему представлению, такова: после тщательного подбора места, в большом котловане (за основу которого может быть взято и какое-либо естественное углубление) строятся жилые и производственные здания, возводятся опоры (при этом следует обратить внимание на разницу в силе тяжести на Земле и на Марсе, вследствии чего допустимая ширина пролета между опорами может быть увеличена с 6 до 15 м).

Далее на опоры (в качестве которых используются также и несущие стены зданий) возводится крыша, которая впоследствии засыпается сверху слоем грунта. Таким образом получаются рукотворные пещерные миры, причем высота пещер, по моим соображениям должна составлять от 5 - 10 м (у стен), до 15 - 20 м в центре, что позволяет на сформированной из измельченного местного грунта, удобрений и остатков жизнедеятельности людей и животных земле посадить полезные деревья, злаки, овощи и прочие растения. Энергия для роста растений и освещения поселений будет поступать от размещенных под потолком светильников. Климат возможно будет регулировать с помощью нагревательных элементов, так что в таких мирах можно будет установить "вечное лето". Для полива достаточно разместить под крышей соответствующие поливальные устройства, так что даже дождь будет там вполне земным.

На рисунке представлено, как выглядело бы такое поселение сверху, если временно представить его верх прозрачным. Оранжевым цветом окрашены поверхность планеты и та часть зданий, которая находится вне защитной поверхности поселения. Черным цветом обозначены опоры, коричневым - здания, синим - озеро, остальные цвета обозначают различные растительные культуры на разных стадиях созревания. Говоря о формировании искусственного ландшафта, нельзя не упомянуть о неудаче проекта "Биосфера 2", которая может быть выставлена как противоречие высказанным мною предположениям. Я считаю, что это было бы неправомерно, так как при проектировании "Биосферы" ставились совершенно иные задачи, вследствии чего "биосферщики" попытались механически перенести всю природную среду, что совершенно ни к чему делать в данном случае. Кроме того,совершенно необязательно пытаться решить все проблемы только лишь насаждением деревьев, поддержание кислородного баланса ,возможно и необходимо производить сочетанием одновременно нескольких методов: природным (с помощью флоры поселения), водорослевым (методики очистки воздуха с помощью хлореллы ,имеются), химическим - связывание антропогенных токсинов с помощью различных фильтров и абсорбентов, а также методом прямого отбора кислорода из внешней атмосферы ,с помощью газоразделения ( таковое в любом случае,придется производить на достаточном уровне развития поселений, хотя бы с целью выделения из атмосферы аргона и азота, применение которым найдется в промышленности).

Неудача "Биосферы 2" не повод закрывать все направление. Эксперименты по созданию автономных сред обитания необходимо продолжать до полной отработки технологий самообеспечения марсианских поселений воздухом и пищей.Таким образом появляется возможность создания небольших рукотворных миров, т.е. как бы терраформирование в уменьшенном масштабе. Леса фруктовых деревьев, поля, озера и даже небольшие речки - все это вполне может стать элементами пейзажей марсианских поселений. Производства, способные загрязнять эту рукотворную среду обитания должны быть размещены вне ее и к ним, а также к другим подземным секциям поселения, и к другим поселениям должны быть проложены соответствующие коммуникации. Вполне возможно, что определенная часть с/х продукции будет выращиваться на гидропонных плантациях, где будут обеспечены лучшие результаты, но, тем не менее, основная ее часть, как мне кажется, придется на такие вот плантации "под открытым небом", которые кроме производства продукции будут еще и украшать собой подземные миры.

Заканчивая свои рассуждения о поселениях на Марсе, хочу выразить свое несогласие с Сергеем в его оценках масштабов требуемых затрат на освоение Красной Планеты. Только на первом, разведочном этапе, по моему мнению, потребуется несколько баз, в каждой из которых должно быть около 15 человек, создание же первого поселения потребует сотни людей и огромное количество средств и материалов. Однако значит ли это, что надо отказываться от планов освоения Марса? Полагаю - ни в коем случае! Однако же для начала, прежде всего, требуется уяснить масштабы задачи, но мне неизвестно ни о каких работах официальных структур в этом направлении. Такое ощущение, что они не смотрят дальше пилотируемой экспедиции! Проведут ее и трава не расти! Я полагаю, что уже сейчас надо начинать такие работы.

Еще хотел бы затронуть вопрос о изучении Марса роботами. То, что предварительные работы должны вестись АМС, ежу понятно. Но где граница этих предварительных исследований? Такое ощущение, что некоторые деятели от науки готовы сделать всю космонавтику автоматической! Но ведь никакой робот не может пока заменить человека полностью, да и наверное никогда не сможет. "Никто не даст нам избавленья, ни бог, ни царь и не герой." Никакой робот не поднесет нам Марс на блюдечке, работу по освоению Красной Планеты люди должны сделать самостоятельно. Дальше будет легче.

Green Bear 2003


Содержание журнала.

    Green Bear 2003 
   


Материалы расположенные ниже публикуются в развитие Марсианской темы.

ЕСТЬ ЛИ ЖИЗНЬ НА МАРСЕ? Новая научно-популярная статья.Март 2003

Очень возможно, что достаточно скоро мы наконец-то получим ответ на этот вопрос, волнующий общество вот уже в течении нескольких поколений. И даст нам его британский посадочный аппарат "Бигль-2" (Beagle 2), который планируется доставить на поверхность Красной Планеты в конце следующего года аппаратом "Марс Экспресс" (Mars Express). Символично навзвание посадочного аппарата - "Бигль" это название судна, на котором в свое время совершил свое кругосветное плавание Чарльз Дарвин. Очевидно, английские ученые надеются, что Бигль-2 приведет к столь же масштабным результатам в области биологии, как и путешествие его морского тезки.

Дата запуска "Марс Экспресса" запланирована на 23 мая 2003. Вывод аппарата весом 1042 кг должен быть осуществлен с космодрома Байконур посредством российской ракеты-носителя "Союз-У" с разгонным блоком "Фрегат". Научные цели Марс Экспресса: общая съемка планеты с высоким разрешением в 10 м на пиксель, выборочная съемка индивидуально отобранных областей с разрешением в 2 м на пиксель, составление глобальной минералогической карты, картография атмосферного состава и изучение движений воздушных масс, зондирование подповерхностной структуры планеты в поисках вечной мерзлоты, изучение взаимодействия атмосферы с поверхностью и с межпланетной средой.

Аппарат должен прибыть к Марсу в декабре 2003 года. Когда "Марс Экспресс" выйдет на орбиту Марса, от него отделится спускаемый зонд Бигль-2, массой в 65 кг (посадочная масса - 30 кг). Сам Mars Express перейдет на почти полярную орбиту, с которой будет наблюдать за поверхностью планеты в течении марсианского года (687 земных дней). Для проведения научной работы его, в частности, оборудовали инфракрасным спектрометром (для составления подробной географической и геологической карты местности), инфракрасным и ультрафиолетовым атмосферными спектрометрами, широкодиапазонным радиоприемником. Также на спутнике установлен радар MARSIS, с помощью которого специалисты рассчитывают получить четкую картинку распределения минералов на глубине от 100 метров до 3 километров. Эти показатели многократно превышают возможности аппаратуры работающего сейчас на орбите Марса американского аппарата "Марс Одиссей" (Mars Odyssey).

Спускаемый аппарат в течение полугода будет исследовать местность своего приземления на равнине Исиды, которая находится немного севернее марсианского экватора. Он снабжен манипулятором весьма сложной конструкции и сверхпрочным буром, который дает возможность проникнуть на несколько десятков сантиметров вглубь почвы. За счет этого аппарат сможет анализировать состав как поверхностных, так и находящихся под поверхностью пород. Бигль-2 также оснащен анализатором, способным на месте определить более 180 солей и минералов. Кроме того, имеется анализатор воды и органической материи. Помимо поисков следов воды и и жизни, в задачу посадочного аппарата входят: детальные измерения атмосферного состава, исследование состояния окисленности марсианской поверхности, срезов камней и почвы под ними, исследование геологических характеристик камней, их химии, минералогии, петрологии и возраста, исследование геоморфологии участка приземления, оценка условий окружающей среды, включая температуру, давление, скорость ветра, интенсивность ультрафиолетового потока, потенциал окисления, и т.д.

В качестве места посадки Бигля-2, был выбран относительно ровный участок поверхности в центральной части равнины Исиды. Спуск аппарата будет производиться с помощью парашюта, который был разработан на базе парашютов американских автоматических межпланетных станций Mercury, созданных еще в 60-е годы. Купол нового парашюта Бигля-2 выполнен из нейлона, а стропы - из материала Spectra, особо прочного полиэтилена низкого давления. Скорость спуска аппарата в атмосфере Красной планеты будет все же очень велика, поэтому перед непосредственным соприкосновением Бигля-2 с поверхностью Марса в нижней части аппарата надуются три амортизационные подушки. (По рассчетам в момент амортизации перегрузки могут достигать до 200 g.) Если посадка "Beagle-2" пройдет удачно, то Европейское космическое агентство станет третьей организацией, после космических ведомств России и США, которой удастся мягко посадить земной аппарат на другое космическое тело. Будем надеяться, им это удастся.

Стоит заметить, что, как это сплошь и рядом случается в деле космических исследований, Бигль-2 вначале, в 1997, был задуман как посадочный аппарат, весящий порядка 108 кг и являющийся частью сети, обеспечивающей сбор геофизических данных. В ходе разработки проекта "легенда изменилась" и аппарат "усох" до 65 кг, да и о сети никто на данный момент речи не ведет. (Это уже не говоря о том, что вначале были и вовсе грандиозные планы по взятию образцов марсианского грунта, которые после неудач двух марсианских миссий в 1999, были отменены НАСА, совместно с которой ЕКА собиралось их осуществлять.)

Я уже писал о своем отношении к проблеме марсианской жизни - ее обнаружение представляется мне событием крайне маловероятным, но, тем не менее, если таковое все же произойдет, то оно может сильно затруднить заселение Марса. Будем надеяться, что британский аппарат успешно выполнит свою миссию и даст ясный отрицательный ответ на вопрос о наличии жизни на Красной Планете… Более подробно, о этой интереснейшей миссии мы рассчитываем сообщать, по мере ее претворения в жизнь.

Март 2003.


МАРС! НУЖНЫ ИДЕИ!

Европейское космическое агентство предприняло довольно беспрецедентное решение в рамках программы изучения возможности существования жизни на Марсе. ЕКА обратилась ко всем ученых мира с призывом генерировать идеи и присылать их в комиссию, которая будет определять будущих участников программы ExoMars.

Согласно планам агентства, миссия ExoMars будет запущена к Красной планете в 2009 году. Главная задача миссии - ответить на ставший уже риторическим вопрос "Есть ли жизнь на Марсе?".

Космический корабль прилетит к Марсу с целой мобильной армией, включая несколько зондов и быстроходные марсоходы на солнечных батареях. Космический зонд вначале должен выйти на околомарсианскую орбиту, затем от него будут отделяться спускаемые аппараты, нашпигованные огромным количеством сложнейшей аппаратуры, общим весом более 40 кг.

Ожидается, что марсоходы пробудут на Марсе несколько месяцев, курсируя по каньонам Красной планеты, собирая и анализируя экземпляры грунта, атмосферы, и, возможно, воды, которую так надеются найти на планете ученые.

Нужны идеи.

Однако аппаратура аппаратурой, но для того, чтобы от нее была польза, ей нужно давать четкие задания. Именно за этим и обратилось ЕКА к ученым разных стран. Нужны свежие идеи, нужно определить четкий план экспериментов, их цель и стратегию. Представители ЕКА также считают, что более широкая кооперация между различными научными институтами и организациями даст возможность сообща сделать важный прорыв в изучении Марса, а также избежать дублирования проектов, что случается довольно часто, и по сути своей означает, прямо скажем, не совсем эффективную трату денег налогоплательщиков. Однако конкурс открыт не для всех. Главный координатор предлагаемого проекта должен базироваться в одной из стран-членов ЕКА. Необходимо также, чтобы проект был поддержан научными организациями из как минимум трех европейских стран. О своем желании участвовать в конкурсе необходимо заявить до 28 марта, а срок подачи проектов ограничен 14 мая. Дизайн самого корабля и зондов также еще не определен. Ранее, в феврале этого года, ЕКА объявило о конкурсе среди студентов университетов Европы и Канады, в котором им предложено разработать оригинальные конструкции зондов, марсоходов и различных космических роботов.

Человек на Марсе.

ExoMars является лишь малой частью амбициозного проекта ЕКА под названием Aurora, главной целью которого является космическая миссия с людьми на борту для исследования возможности существования жизни не только на Марсе, но и на других планетах нашей солнечной системы. Согласно этой программе, нога европейского астронавта должна вступить на Марс к 2030 году. До этого исторического момента планируется выполнить еще как минимум три марсианских проекта. Так, кроме ExoMars существует проект Mars Sample Return. Главную его задачу можно понять из названия - он предусматривает доставку обратно на Землю образцов марсианского грунта. Эту миссию планируется осуществить в 2011 году. Еще один проект - Mars Aerocapture Demonstrator - состоит в запуске автоматического зонда, в процессе чего будет отрабатываться процедура развертывания надувного теплозащитного тормозного экрана при входе в атмосферу Марса. Предполагается, что новая технология торможения в верхних слоях атмосферы Марса будет применяться и для будущего пилотируемого полета.

Автор - Висенс.А  (Лондон, 18.04.2003)

 На главную    Выпущено 13.03.2003. Последнее обновление 29.06.2003



Hosted by uCoz