Մարսի գաղութացման մասին խոսակցությունները վաղուց դուրս են եկել գիտական ֆանտաստիկայի սահմաններից։ Այնուամենայնիվ, Կարմիր մոլորակի վրա մշտական մարդկային բնակավայրի ստեղծումը մեկ հզոր նավի կամ հաջող վայրէջքի հարց չէ։ Խոսքը գրեթե ինքնավար քաղաքակրթության ստեղծման մասին է, որը պետք է արդյունահանի ջուր և հումք, արտադրի էներգիա և սնունդ, պաշտպանի մարդկանց ճառագայթումից ու ցրտից, և ամենակարևորը՝ գործի առանց Երկրի մշտական օգնության։
Հենց այսպիսի համալիր մոտեցում է առաջարկում հետազոտող Ֆլորիան Նոյկարտը Towards Sustainable Horizons: A Comprehensive Blueprint for Mars Colonization աշխատության մեջ։ Նրա վերլուծության կենտրոնում ոչ թե բուն Մարսի վրա մարդու վայրէջքի գաղափարն է, այլ այն հարցը, թե ինչպես մարդկային ներկայությունն այնտեղ դարձնել կայուն, անվտանգ և տնտեսապես արդարացված։
Մոլորակ, որտեղ մարդը չի կարող ուղղակի դուրս գալ փողոցՄարսի հիմնական պրոբլեմը նրանում է, որ մոլորակի գրեթե ոչ մի բնական պարամետր հարմարեցված չէ մարդու կյանքի համար։
Մարսի վրա մթնոլորտային ճնշումը կազմում է միջինում մոտ 600 պասկալ՝ Երկրի ծովի մակարդակի միջին ճնշման 1%-ից պակաս։ Մթնոլորտը մոտ 95%-ով բաղկացած է ածխաթթու գազից, իսկ թթվածինը, որն անհրաժեշտ է մարդուն շնչելու համար, գրեթե բացակայում է։ Այդպիսի պայմաններում մարդու ուղղակի գտնվելը մահացու վտանգավոր է։
Իրավիճակը բարդացնում է ջերմաստիճանը։ Հասարակածում ցերեկը այն կարող է բարձրանալ մինչև մոտ 20°C, իսկ գիշերը իջնել մինչև −73°C։ Բևեռային շրջաններում ձմռանը ջերմաստիճանը ընդունակ է հասնել −125°C-ի։ Նոսր մթնոլորտի պատճառով Մարսը վատ է պահպանում ջերմությունը, ուստի ջերմաստիճանային տատանումները խնդիրներ են ստեղծում ոչ միայն մարդկանց, այլև տեխնիկայի համար։
Կա ևս մեկ առանձնահատկություն. մարսյան տարին տևում է 687 երկրային օր, ուստի եղանակները նշանակալիորեն ավելի երկար են, քան երկրայինը։ Ապագա գաղութի համար սա նշանակում է էներգամատակարարումը և պաշարները հաշվարկելու անհրաժեշտություն ոչ միայն առանձին օրերի, այլև անբարենպաստ պայմանների տևական ժամանակահատվածների համար։
Ճառագայթում. տեսանելի սպառնալիք առաջին բնակիչների համարԱմենալուրջ խոչընդոտներից մեկը կդառնա ճառագայթումը։ Ի տարբերություն Երկրի, Մարսը չունի գլոբալ մագնիսական դաշտ, իսկ նրա մթնոլորտը չափազանց բարակ է՝ տիեզերական և արեգակնային ճառագայթումից արդյունավետ պաշտպանություն ապահովելու համար։ Վտանգի հիմնական աղբյուրները կդառնան գալակտիկական տիեզերական ճառագայթները և արտանետվող մասնիկները Արեգակի բռնկումների ու կորոնալ արտանետումների ժամանակ։
Հետազոտության մեջ բերված տվյալների համաձայն՝ Curiosity մարսագնացի Radiation Assessment Detector-ի չափումները ցույց են տվել, որ դեպի այնտեղ և հետ թռիչքի, ինչպես նաև մակերևույթի վրա գտնվելու ընթացքում աստղանավորդը կարող էր ստանալ ոչ պակաս, քան 0,66 զիվերտ դոզա։ Ուսումնասիրության մեջ նշվում է, որ սա ավելի քան երեք անգամ գերազանցում է աստղանավորդի համար ամբողջ կարիերայի ընթացքում ճառագայթման ազդեցության առաջարկվող սահմանաչափը։
Ուստի մարսյան բնակարանը, հավանաբար, ուժեղորեն կտարբերվի տիեզերական բազայի մասին սովորական պատկերացումներից։ Ամենաակնհայտ տարբերակներից մեկը ենթակառուցվածքի նշանակալի մասի տեղադրումն է մակերևույթի տակ։
Քաղաքներ հողի տակ՝ մակերևութային տնակների փոխարենՄարսյան հողն ինքնին կարող է վերածվել պաշտպանիչ նյութի։ Ռեգոլիթի և ապարների մի քանի մետրը ընդունակ են նշանակալիորեն նվազեցնել տիեզերական ճառագայթման ազդեցությունը՝ միաժամանակ պաշտպանելով տարածքները ջերմաստիճանի կտրուկ տատանումներից։ Ստորգետնյա կառույցները կարող են նաև նվազեցնել ջեռուցման և հովացման էներգետիկ ծախսերը։
Հենց այդ պատճառով ստորգետնյա բնակավայրերի հայեցակարգը դիտարկվում է որպես երկարաժամկետ գաղութացման ամենահեռանկարային տարբերակներից մեկը։
Այնուամենայնիվ, այդպիսի քաղաքի շինարարությունը կպահանջի նոր խնդիրների ամբողջական համալիրի լուծում։ Մարսի վրա ստիպված կլինեն ստեղծել տեխնոլոգիաներ հորատման և թունելների փորման համար, ապահովել օդի շրջանառությունը և պահպանել անվտանգ ներքին միջավայր։ Բացի այդ, ստորգետնյա մշտական կյանքը կարող է ունենալ հոգեբանական հետևանքներ։ Հնարավոր լուծումների թվում հետազոտությունը նշում է վիրտուալ պատուհանները, բնական լույսի նմանակմամբ հասարակական գոտիները և պարբերական ելքերը դեպի մակերևույթ։
Այսպիսով, ստորգետնյա քաղաքը պետք է դառնա միաժամանակ ապաստարան, բնակելի տարածք, արտադրական համալիր և կենսապահովման համակարգ։
Մարսյան բետոնը ստիպված կլինեն պատրաստել հենց ՄարսիցԵրկրից շինանյութեր փոխադրելը լիարժեք քաղաք ստեղծելու համար տնտեսապես ծայրահեղ բարդ է։ Ուստի ապագա գաղութի հիմնական սկզբունքներից մեկն է՝ օգտագործել այն, ինչ արդեն գտնվում է Մարսի վրա։
Առաջարկվող լուծումներից մեկն այսպես կոչված մարսյան բետոնն է։ Որպես հիմնական հումք կարող է օգտագործվել ռեգոլիթը՝ փոշու, հողի և մանրացված ապարների խառնուրդը։ Հետազոտության մեջ դիտարկվում է այն տարբերակը, որի դեպքում ծծումբն օգտագործվում է որպես կապակցող նյութ. տաքացման ժամանակ այն դառնում է հեղուկ, խառնվում ռեգոլիթի հետ, իսկ հետո պնդանում։ Մարսյան հողի նմանակիչների հետ փորձերը ցույց են տվել այդպիսի նյութի ամրություն, որը համադրելի է սովորական բետոնի հետ։
Նման տեխնոլոգիայի առավելությունն ակնհայտ է. որքան շատ շինանյութեր հաջողվի արտադրել անմիջապես Մարսի վրա, այնքան քիչ բեռներ ստիպված կլինեն ուղարկել Երկրից։
Բայց տեխնոլոգիան դեռևս զերծ չէ խնդիրներից։ Հետազոտությունը առանձին նշում է ծծմբային որոշ միացությունների թունավորության, ջերմահաղորդականության և ձգման համեմատաբար թույլ ամրության հարցերը։ Ուստի խոսքը պատրաստի շինարարական ստանդարտի մասին չէ, այլ ուղղության, որը պահանջում է հետագա փորձարկումներ։
Էներգիա. արևային վահանակները բավարար չեն լինիԷներգիան կդառնա ամբողջ մարսյան տնտեսության հիմքը։ Առանց դրա անհնար է արդյունահանել ջուր, պահպանել ճնշումը և ջերմաստիճանը բնակելի մոդուլներում, աճեցնել բույսեր, վերամշակել թափոնները կամ արտադրել վառելիք։
Արևային էներգետիկան թվում է բնական ընտրություն, բայց Մարսի վրա այն աշխատում է նշանակալիորեն ավելի բարդ պայմաններում։ Արևային հոսքն այնտեղ կազմում է մոտ 590 Վտ/մ²՝ երկրային մակարդակի մոտ կեսը։ Բացի այդ, արևային կայանների արդյունավետությունը նվազում է փոշու և ձմռանը ցերեկային լույսի տևողության կրճատման պատճառով։
Հատկապես վտանգավոր են գլոբալ փոշային փոթորիկները։ Այդպիսի երևույթների ժամանակ մակերևույթին հասնող արևի լույսի քանակը կարող է իջնել սովորական մակարդակի 1%-ից ցածր։ Հենց էներգիայի կորուստը դարձավ Opportunity մարսագնացի առաքելության ավարտի պատճառներից մեկը 2018 թվականի մասշտաբային փոշային փոթորկից հետո։
Ուստի կայուն գաղութին կպահանջվի պահուստային էներգետիկ համակարգ։ Որպես տարբերակներից մեկը դիտարկվում է միջուկային էներգետիկան, որն ընդունակ է ապահովել էներգիայի ավելի կայուն արտադրություն՝ անկախ արևային լուսավորությունից։ Հետազոտության մեջ դիտարկվում են նաև քամու և երկրաջերմային էներգիան, սակայն Մարսի նոսր մթնոլորտը սահմանափակում է հողմագեներացիայի արդյունավետությունը, իսկ երկրաջերմային էներգետիկայի հեռանկարները կախված են մոլորակի ներքին ջերմային հոսքի հետագա ուսումնասիրությունից։
Ջուրը կդառնա մարսյան տնտեսության հիմքըԵթե էներգիան կարելի է արտադրել տարբեր եղանակներով, ապա ջուրն անհնար է փոխարինել որևէ բանով։
Այն անհրաժեշտ է ոչ միայն խմելու համար։ Ջուր կպահանջվի բույսեր աճեցնելու, սանիտարական կարիքների, էլեկտրոլիզի միջոցով թթվածին ստանալու և պոտենցիալ՝ հրթիռային վառելիք արտադրելու համար։ Ուստի Երկրից ջրի մեծ ծավալների հասցնումը իմաստ չունի. ապագա գաղութը պետք է արդյունահանի այն անմիջապես Մարսի վրա։
Հիմնական աղբյուր է դիտարկվում ենթամակերևութային սառույցը։ Բացի այդ, պոտենցիալ աղբյուրներ կարող են լինել մթնոլորտային ջրային գոլորշին և հիդրատացված աղերը։
Տարբերակներից մեկը կդառնա սառույցի արդյունահանումը՝ հետագա տաքացմամբ և ջրի վերածմամբ։ Ալտերնատիվ կարող են ծառայել հատուկ սարքերը, որոնք արդյունահանում են ջրային գոլորշին մթնոլորտից, ինչպես նաև աղերից ջրի կորզման տեխնոլոգիաները։ Վերջին եղանակը, սակայն, պահանջում է էներգիայի մեծ ծախսեր և ուստի կարող է օգտագործվել ավելի շուտ որպես լրացուցիչ։
Արդյունքում ջուրը սովորական բնական ռեսուրսից վերածվում է կենսապահովման ամբողջ համակարգի ռազմավարական տարրի։
Սնունդը ստիպված կլինեն աճեցնել առանց մարսյան հողիԳյուղատնտեսությունը Մարսի վրա նույնպես չի կարող ուղղակի պատճենել երկրային մոդելը։ Մարսյան հողը պարունակում է պոտենցիալ վտանգավոր միացություններ, մասնավորապես՝ պերքլորատներ, իսկ լիարժեք բերրի հողի ստեղծումը կպահանջեր հսկայական ջանքեր։
Ուստի ավելի հեռանկարային է բույսեր աճեցնելն առանց բուն մարսյան հողի օգտագործման։
Դիտարկվող տարբերակներից մեկը աերոպոնիկան է։ Այս տեխնոլոգիայի դեպքում բույսերի արմատները գտնվում են օդում և պարբերաբար ստանում են սննդարար լուծույթ մառախուղի տեսքով։ Հետազոտությունը նշում է, որ աերոպոնիկ համակարգերը կարող են օգտագործել մինչև 90%-ով պակաս ջուր՝ համեմատած ավանդական հողագործության հետ։ Բույսերի ուղղահայաց տեղադրումը թույլ կտա նաև առավելագույնս արդյունավետ օգտագործել սահմանափակ տարածությունը մարսյան բնակավայրերի Ներսում։
Այնուամենայնիվ, այդպիսի համակարգն ունի իր խոցելիությունը. էլեկտրական կամ մեխանիկական սարքավորումների խափանումը ընդունակ է վտանգի տակ դնել ամբողջ բերքը։ Ուստի գյուղատնտեսությունը Մարսի վրա պետք է դառնա կենսապահովման համակարգի բարձրտեխնոլոգիական մաս, այլ ոչ թե առանձին ճյուղ։
Ջրիմուռները կարող են միաժամանակ տալ թթվածին, սնունդ և վառելիքԱռաջարկվող ճարտարապետության էլ ավելի արտասովոր մասն է ջրիմուռներով բիորեակտորների օգտագործումը։
Փակ մարսյան համակարգում ջրիմուռները պոտենցիալ կարող են կատարել бір քանի ֆունկցիա միաժամանակ։ Նրանք կլանում են ածխաթթու գազը և անջատում թթվածին, կարող են մասնակցել կեղտաջրերի վերամշակմանը, իսկ որոշ տեսակներ, օրինակ՝ սպիրուլինան, ընդունակ են ծառայել որպես սպիտակուցի լրացուցիչ աղբյուր։ Բացի այդ, ջրիմուռների լիպիդները պոտենցիալ կարելի է օգտագործել կենսավառելիքի արտադրության համար։
Բայց այստեղ էլ չկա պարզ լուծում։ Բիորեակտորները ստիպված կլինեն պաշտպանել ճառագայթումից, պահպանել դրանցում կայուն ջերմաստիճան և ապահովել բավարար լուսավորություն։ Փոշային փոթորիկները և Մարսի հեռավորությունը Արեգակից արհեստական լուսավորության հարցը դարձնում են հատկապես կարևոր։
Փաստացի խոսքը գնում է արհեստական էկոհամակարգի ստեղծման մասին, որում մեկ գործընթացի թափոնները դառնում են հումք մյուսի համար։
Մարսը ստիպված կլինեն վերածել մասամբ ինքնավար տնտեսությանԲոլոր թվարկված տեխնոլոգիաները միավորում է մեկ գաղափար. Երկրից կախվածությունը անհրաժեշտ է աստիճանաբար կրճատել։
Մարս մշտապես ջուր, շինանյութեր, վառելիք և այլ ծանր բեռներ հասցնելը չափազանց թանկ է։ Ուստի տեղական ռեսուրսների արդյունահանման սարքավորումների մեջ սկզբնական ներդրումները կարող են ավելի շահավետ լինել, քան Երկրից անհրաժեշտ նյութերի անվերջ տեղափոխումը։ Հետազոտությունը առաջարկում է համեմատել այդ մոդելները՝ հաշվի առնելով ոչ միայն ուղղակի արժեքը, այլև արձակման ռիսկերը, հասցնելու ժամանակը, տեխնիկական խափանումները և տեղական ենթակառուցվածքի սպասարկման ծախսերը։
Հենց այստեղ է առաջանում գաղութացման տնտեսական իմաստը։ Մարսը կարող է դառնալ ոչ միայն գիտական բազա, այլև հարթակ՝ նոր տեխնոլոգիաների զարգացման, ռեսուրսների արդյունահանման և նոր շուկաների ձևավորման համար։
Աշխատանքի հեղինակները դիտարկում են նաև պոտենցիալ խթաններ մասնավոր սեկտորի համար։ Ընկերությունները կարող են շահագրգռված լինել ջրի, մետաղների և այլ ռեսուրսների արդյունահանման, տեխնոլոգիաների ստեղծման մեջ, որոնք հետո կարելի է լիցենզավորել Երկրի վրա, իսկ ավելի հեռավոր հեռանկարում՝ տիեզերական զբոսաշրջության և նույնիսկ անշարժ գույքի մեջ։
Հետևեք NEWS.am Tech-ին Facebook-ում և Twitter-ում