10 необхідних технологій для космічних переселенців. Частина 1

Можна бути впевненими, що не лише міленіали, але й люди іншого покоління побачать день, коли на Марс висадяться перші люди. Буде це американська, європейська, російська чи взагалі, міжнародна експедиція, у будь-якому випадку, ці люди покажуть неймовірний рівень технологічного розвитку усього людства.

Кращі голови світу навчають штучний інтелект, розробляють багатофункціональних роботів та системи захисту від космічної радіації. Вчені винаходять все новіші способи видобування води та повітря.

Низку технологій, які планують використовувати перші поселенці Марса уже можна знайти в проектах від корпорацій Кремнієвої долини та NASA. Розберімося, які саме нововведення дозволять людству заселити планету Марс.

Ракети та 3D друк

Політ на Марс – дороге задоволення, адже тільки політ в одну сторону може затягнутися на 55 млн кілометрів. Астронавтам потрібні ракети нового покоління, які мали б потужні, але економні двигуни. Крім цього, космічні шатли повинні бути багаторазовими та надійними, аби можна було повернутися на Землю.

Дуже близько до цієї мрії підійшли в США, де космічна програма за останні роки переживає відродження. Ідеї та проекти NASA активно підтримали приватні компанії.

Компанія SpaceX на заміну двигуну Merlin, який був розроблений на початку 2000-х розробила інноваційний продукт — SuperDraco. Він був створений спеціально для пілотного корабля Dragon V2, що призначений для висадки семи людей на Міжнародну космічну станцію та повернення їх назад на планету Земля.

Відмінна особливість SuperDraco — це камера згоряння, яка була надрукована на 3D-принтері. Таким чином виробництво стало набагато дешевшим. Використовувана у двигуні паливна суміш дозволяє перезапускати його багаторазово, навіть через кілька місяців проведених в космосі.

Амбіційні плани в американського стартапу Relativity Space, що розробив ракетний двигун Aeon, повністю надрукований 3D-принтером. Компанія вже розробляє першу ракету Terran 1, виготовлену таким же способом. Кількість деталей при тривимірному друці повинно зменшитися у сотню разів, а час, який необхідний для розробки однієї ракети скоротиться до декількох днів.

Двигун SuperDraco, розроблений космічною компанією SpaceX

А ще для майбутньої марсіанської колонії людям знадобиться житло та господарські модулі, багато машин та інших пристроїв. Передбачено, що те й інше буде ламатися, а займатися доставленням з Землі – довго і дорого. Технологія 3D-друку допоможе вирішити й цю проблему.

Розробки, що вже існують дозволяють друкувати на принтері цілі будинки. Влада Дубая планує до 2025 року побудувати в місті квартал з хмарочосів, які будуть побудовані на 3D-принтері. Технологія успішно засвоюється і в машинобудуванні. Наприклад, Ford активно практикує 3D-друк у виробництві деталей для серійних моделей.

І найголовніше – метод лазерного друку металом можна використовувати на інших планетах, на Марсі чи деінде. Таким чином, якщо технологія покаже себе з кращої сторони, то майбутні колоністи зможуть будувати на Марсі не лише будинки, але й міжпланетні ракети.

Нові матеріали

В космосі надміцні протирадіаційні та стійкі до екстремальних температур матеріали будуть особливо необхідними. Інженери сподіваються на створення спеціальних матерій, які не зустрічаються в природі, тобто їх штучно синтезують для міжпланетних експедицій.

Наступна ціль – створення нової надміцної матерії, яка в змозі замінити дорогі алмазні пластини на свердльному різці, що використовуються для свердловин та тунелів на глибині кілька кілометрів під землею. Отримані тестові версії матеріалів повністю ідентичні кубічним нітридам бора – це найближче до алмазу, надміцне хімічне з’єднання.

Поява нових матеріалів знизить витрати на підготовку міжпланетних експедицій. Це додатково наблизить довгоочікувану висадку людей на Червоній Планеті.

Гаджети для здоров’я

Як і сучасні люди, переселенці на Марсі носитимуть фітнес-браслети, але набагато розвинутіші. Нинішній рівень технологій та точність вимірювання дозволяють в режимі реального часу відстежувати показники здоров’я людини та передавати потрібні сигнали та рекомендації. Наприклад, годинник Apple Watch навчився робити ЕКГ та фіксувати відхилення від норми серцевого ритму, які можуть перерости в серцевий напад та інші проблеми подібного роду.

Мине ще декілька років і браслети відстежуватимуть тиск, робитимуть аналіз крові, споживчого повітря і навіть вимірюватимуть рівень радіації навкруги. І це ще не говорячи про контроль пози тіла у просторі.

Промислові системи моніторингу стану людини вже розроблені й використовуються на небезпечних або важкодоступних об’єктах. Крім основних фізіологічних показників вони заміряють температуру навколишнього середовища, рівень пилу в повітрі, рівень вібрації, тощо. В екстремальних умовах космічного польоту або перебування на Марсі такі технології практично життєво необхідні.

Технологічне харчування

Виробництво харчових продуктів на Марсі – амбіційне завдання, яке давно намагаються вирішити на нашій планеті. Наприклад, перша експедиція візьме із собою достатньо консервованої їжі та концентратів. Тим не менш, питання вирощування овочів на Марсі має бути вирішене для майбутніх поколінь переселенців.

Згадаємо вже легендарний приклад Марка Уотні з фільму Рідлі Скотта під назвою «Марсіанин». Фільм хоч і отримав позитивні відгуки наукових консультантів, але все ж художні перебільшення та інші недоліки у фільмі були присутні. Нагадаємо, персонаж Метта Деймона залишився на Марсі один і для власного порятунку та виживання він починає вирощувати картоплю на Марсі.

Кадр із фільму “Марсіанин”

Головний недолік тут – це радіація та важкі метали. Марсіанський ґрунт сам по собі не придатний для вирощування рослин. Навіть якщо майбутнім колоністам вдасться виростити на марсіанському ґрунті овочі та зелень, вони будуть неїстівні через радіоактивне забруднення та наявність токсичних елементів.

Більш перспективною вважається зведення на Марсі компактних тепличних та гідропонних систем, де рослини будуть вирощуватися на субстраті – заміннику ґрунту, що буде доставлений з Землі. При цьому залишаються проблеми забезпечення рослин достатньою кількістю світла та захисту від убивчої радіації.

Наразі по всьому світу реалізується декілька проектів, які здатні розв’язувати проблему вирощування продуктів для виживання в космосі на інших планетах. Так, наприклад, нідерландські вчені із Вагінгенського університету вирощують овочі на вулканічному ґрунті, який, ніби близький до складу марсіанського ґрунту.

Захист від радіації

Радіаційний фон Марсу в середньому складає 8 рад за рік, але може складати і 2 рад на день під час спалахів на Сонці. Це в рази більше з чим зіштовхуються прості люди на планеті Земля і навіть набагато більше ніж відчувають на собі підготовлені космонавти на МКС. Радіація і досі залишається однією з головних проблем, яку доведеться вирішувати майбутнім міжпланетним туристам.

Аби максимально захиститися від радіації, вчені пропонують різноманітні способи, наприклад – збільшити товщину обшивки космічних апаратів та жилих модулів. Або ж використати джерело магнітного поля, яке буде захищати людей та техніку від сонячного вітру – основного джерела смертельного опромінення.

Альтернативний спосіб – будувати жилі модулі під землею Марса так, щоб шар землі став природним захистом від радіації.

Продовження у другій частині.

БІЛЬШЕ ЦІКАВОГО:

 

Читайте также:

Цікаві природні явища на Марсі та їх наслідки

NASA теж працює віддалено або як керувати марсоходом з дому?

«Тато, я хочу полетіти на Марс» — які навички знадобляться майбутнім колоністам

ClearSpace-1 — перша місія по прибиранню космічного сміття