太空住宅,第3部分:我们将如何在火星上生活

我们已经讨论过人们将如何生活在太空殖民地以及地球的天然卫星月球上。现在该讨论如何在其他行星上存在了。火星轮到了。

除金星外,红色星球最接近地球。在短短9个月内,您就可以到达目的地。人类正在开发技术,使其能够到达火星,在那里建立永久性基地,在该星球上进行采矿,甚至对地球进行地形改造,以简化其上人们的生活。



作为火星和火卫一计划的一部分,苏联研究了红色星球。 1962年11月1日发射的Mars-1航天器是第一个发射到火星飞行路径上的航天器。该设备最后一次与地球相距1.06亿公里,但其任务是收集有关飞行本身的数据:宇宙辐射强度,流星物质分布,地球磁场强度和行星际介质。火星2号轨道器已经从轨道上研究了这个行星超过8个月。火星3号着陆器是第一个成功着陆在行星表面上的飞机,尽管20秒后它就关闭了。火星2号和火星3号轨道器通过辐射的性质帮助研究了火星表面和大气的性质,确定了热异常,并测量了北极盖的温度。序列号为4、5、6、7的设备拍摄了包括颜色在内的表面照片,并继续收集有关行星的各种数据,包括大气的化学成分。

从1962年到1972年,作为水手计划的一部分,NASA向火星和金星派出了10艘航天器。 Mariner-4飞行距离行星表面9,846公里,是第一个在近距离拍摄火星的人。水手6号和水手7号装置飞得更近,距离地球不到3.5公里。水手9号成为另一颗行星的第一颗人造卫星,并拍摄了约85%的表面。在1970年代,NASA启动了维京计划。 1975年发送了两台设备,第一台设备一直工作到1978年,第二台设备一直工作到1980年。下降的车辆采集了土壤样本进行生命分析。

1996年,NASA派出了无人研究站火星全球测量师。在2005年,这个空间站成为第一个拍摄地球外轨道其他装置的航天器。经过近十年的工作,与设备的通信丢失了。

火星探测器Sojoner在1997年在火星工作了近三个月,而Spirit在2004年至2010年期间工作。现在,“ 机遇”号正在研究这颗行星,该行星只能工作90天,但是自2004年1月以来已经运转了几年,而“ 好奇号”则在2012年8月浮出水面。

今天,火星是仅次于地球的太阳系中研究最多的行星。但是对于它的殖民化,仍然有许多问题需要解决。


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从2004年到2010年,他们在美国从事“星座”计划,并计划其中有人计划飞往火星的载人飞行。目标之一是新型载人研究船Orion。

美国公司SpaceX正在研究行星际运输系统。该项目涉及创建可重复使用的太空运输工具,以将人们运送到火星。该系统将包括可返回的运载火箭,航天器和行星际航天器以进行加油。

载人飞往火星的主要威胁之一是辐射。保证增加辐射剂量的太阳耀斑可能需要在特殊房间里等待。对航天器的完全保护会使它复杂化,并增加飞行成本。但是还有另一种方法-产生磁场,在强烈的太阳耀斑中需要将其打开。



重要的是要说失败的“火星一号”计划失败,该计划直到2015年才成为最著名的计划之一,这要归功于那些希望飞往火星的人的公开招募以及互联网,媒体和电视上大量的PR。在开始工作五年后,事实证明该项目的实施没有资金或技术解决方案。

农业产业


在任何情况下,将货物运送到火星仍将是一项相当昂贵的任务。在飞行窗口之间,经过了26个月。飞行本身需要9个月的时间,而且要花一些时间来计算细节,编译和收集货物。因此,要建立一个殖民地,地球上最自主的人的生存是最重要的。农业

发展是要解决的最重要问题之一。五十多年来,科学家和宇航员一直在研究微重力对种子的影响,并正在考虑在空间站和其他行星上建立农场的方法。 1960年,玉米,小麦,豌豆和洋葱的种子与Belka和Strelka一起送入了轨道,1974年在Salyut-4轨道站安装了Oasis植物耕种机。


纪念航天博物馆的绿洲1号。

空间作物的生产不仅限于微重力实验。有必要了解植物在不同于地球的土壤和具有不同成分的大气中的行为。 2014年发现的陨石土壤适合种植芦笋和土豆,但必须将其压碎。火星上有很多沙尘,这简化了任务。但是还有另一个问题:重金属。

自2013年以来,荷兰科学家一直在模仿火星土壤种植植物。豌豆,萝卜,黑麦和西红柿中的重金属含量被发现对人类安全。正在研究其他农作物,例如马铃薯。

火星的大气中含95%的二氧化碳,这将有助于维持植被。


研究员Wager Wamelink检查在模拟火星土壤上生长的植物。照片:Joep Frissel /法新社/盖蒂图片社

除了人类自身的营养外,植物,藻类和微生物还可以在使地球变质中发挥特殊作用-为人类创造适宜的生活条件。

地形改造


根据许多特征,火星和现在的火星在存在包括气动套装在内的特殊设备的情况下部分适合人类生活。火星上的一天持续24小时39分35。在地球上,季节会发生变化,尽管在火星上,这一过程要长两倍。大气密度为0.007的地球可以抵御太阳和宇宙辐射。肯定有冰,可能还有液态水

在terraform的过程中,可以解决几个问题。首先,这是大气压力的增加,水将以液态存在。现在,地球上的水沸腾了+10度,也就是说,它从冰直接变成蒸汽。而且,随着压力的增加,可以使用高度补偿服代替太空服。

其次,在地球上,您可以将温度提高到10-20摄氏度。现在的平均温度为−50°C,范围从冬季两极的−153°C到中午赤道的+20°C以上。

第三,有必要建立一个生物圈-用植物,蘑菇和细菌在地球上居住。


暗条纹是火星上液态水的估计流量。图片:NASA

目前,科学家建议,有多种方式可以改变火星。例如,小行星可以被带到行星表面以加热大气层并向其中填充水和气体。能够将太阳光聚焦在其表面上进行加热的人造卫星可以放置在轨道上。

为了隔离火星上的温室气体并从已经存在于地球上的物质中大量获取必要的物质,建议使用极端微生物-这些极端生物是能够在极端条件下生存和繁殖的生物,包括细菌和微生物。在34天内某些种类的地衣和蓝细菌能够适应模拟的火星环境并开始光合作用的过程。

伊隆·马斯克 Elon Musk)提出,对火星进行地形改造的最快,最有效的方法是在某些区域的表面上多次核电荷爆炸。但是在这种情况下用放射线感染可以使结果无效。

目前,还没有确切的解决地形问题的方法,以上所有方法只是假设。


地形火星的阶段。维基百科

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伊隆·马斯克 Elon Musk)描述了他对火星殖民的计划。第三阶段将是为建造火星基地阿尔法和建造火箭燃料厂提供设备。对于人们来说,碳纤维框架玻璃面板的测地穹顶将成为要塞。这样的圆顶将在沙尘暴期间保护殖民者免受风的侵袭。随着时间的流逝,空气将在压力下被泵入房屋,这将使人们生活在被植物包围的宜人的生态系统中。

就像月球一样,有一种假设认为,生活在水面下会更加方便。火星上有熔岩管和洞穴可以用于这些目的。土壤还将防止辐射,并保护人员和设备免受流星雨的侵袭。



目前,尚无用于在火星上建造建筑物的现成技术。实际上,一切都限于任何草图和平面图,其细节要比对月球的殖民化要少。为了获得新的想法,美国国家航空航天局(NASA)在2015年举办了一次竞赛参赛者包括:建筑师,工程师和科学家。所有项目都必须遵守以下几点:要创建使用3D打印机所需的部分或全部元素。此外,这些条件还规定了至少93平方米的住房面积以及可用的生命支持系统,管道系统,做饭和就寝的场所。

最好的想法之一是LavaHive项目。这是一个充气系统,其中一些元素将需要打印。这种建筑物的有用特性之一是吹,收集和运输的能力。



乍看之下,一个现实的项目就更少了-Staye A While。建议将该建筑物放置在赤道附近冰冻海底的地下。



如今,我们拥有的技术使高可能性将货物运送到火星成为可能。关于人员呢-谈论如此长的飞行需要解决更多的问题,包括辐射,因此乘员将保持生命和健康。从理论上讲,地球上本身存在适合用于使用相同3D打印机建造建筑物的材料,但是还需要对这项技术进行测试以谈论其有效性。考虑到可能的轮船发射之间的时间,该殖民地应自给自足大约三年。在这段时间里摄取食物,材料和工具会很浪费,因此在火星上考虑农业很重要。

我们什么时候飞往火星?殖民者的住所会是什么样?我,NASA和Roscosmos都没有确切的答案。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN398777/


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