Выжить на Марсе: какими будут дома, города и транспорт колонистов

Марс считается наиболее приемлемой планетой для колонизации, и ученые всего мира всерьез рассматривают его как возможное место жительства будущих поколений. А архитекторы, тем временем, разрабатывают концепты жилых домов для первых поселенцев. Фокус сделал небольшой обзор марсианской архитектуры и организации быта — для людей и других живых организмов.

Где мы будем жить: на Марсе или под ним?

Скорее всего и там, и там. Судите сами: температура на планете очень низкая (летом на экваторе +30°C, зимой — до -150°C), атмосферное давление — менее 1% земного да и радиационный фон достаточно высокий, а магнитное поле не в состоянии защитить живые организмы от космической радиации. И даже если попытаться восстановить атмосферу искусственно, (как предлагает Илон Маск, разбомбив полюса Марса термоядерными бомбами, чтобы углекислый газ испарился, а СО2 создал парниковый эффект), она все равно будет рассеиваться солнечным ветром. Поэтому без скафандров не обойтись.

Что касается жилых строений, то исследователи из Ратгерского университета (США) пришли к выводу, что лучше всего разворачивать инфраструктуру на глубине до нескольких километров. Ученые считают, что на Марсе в далеком прошлом выделялось много геотермального тепла. Проведя ряд исследований, они выяснили, что ранее на планете были зоны, где геотермальное тепло вырабатывалось в больших количествах. Но тогда условия были иными — Солнце не было столь горячим. Когда температура Солнца начала повышаться, магнитное поле Марса ослабело, уменьшился атмосферный слой и наступило глобальное похолодание. Однако глубоко под землей, полагают исследователи, существуют резервуары с жидкой водой, которая подогревается за счет радиоактивных источников тепла. Если это действительно так, то жизнь на Марсе стоит организовывать там, где есть подводные воды.

Чем мы будем дышать?

Но все же выходить на поверхность тоже придется. Для этого, возможно, соорудят специальные купола из аэрогеля и наполнят их кислородом. Кстати, их прототипы уже протестировали два года назад в лабораторных условиях. Американские ученые поместили грунт, имеющий такие же характеристики, как и марсианский, в специальную камеру, имитирующую условия на поверхности планеты — низкая температура, разряженная атмосфера. А потом накрыли грунт прозрачным гелевым куполом, толщина которого 2 см, и направили на него лампы, дающие 150 ватт энергии на 1 кв. м, как и на Марсе. Грунт прогрелся до 0 С, при этом купол практически не пропускал ультрафиолет, и инфракрасное излучение. Ученые говорят, что если таким куполом накрыть дом на Земле, людям не потребовалась бы система отопления. 

Однако и в реальных условиях, на Марсе, аэрогель превосходно себя показал. Дело в том, что им покрывают приборы марсоходов, чтобы уберечь от переохлаждения, ведь там температура может снижаться ночью до -90 С.

А немецким ученым удалось вырастить в марсианских условиях арктический лишайник под романтичным названием "ксантория элегантная". Он выдержал супернизкие температуры и отсутствие кислорода. Но самое важное, что процесс фотосинтеза ни на миг не прекращался. Если высадить ксанторию на Марсе, она сможет вырабатывать кислород. 

Что мы будем есть?

В фильме "Марсианин" герой Мэтта Дэймона выращивал картошку. Мы же, кроме вышеупомянутого лишайника, сможем организовать сельхозугодья под аэрогелевыми куполами. Исследователям удалось вырастить томаты на аналоге марсианского грунта, накрытого таким куполом. Главное, чтобы была приемлемая температура. Ну а о поливе тоже нечего беспокоиться, ведь под куполом сам собой возникнет парниковый эффект — растения будут развиваться так же, как и флорариум в банке.

Какими будут наши марсианские дома?

Дом из фольги от Hugh Broughton Architects

Архитектурные бюро Hugh Broughton Architects и Pearce+ (Великобритания) предложили концепт двухэтажного дома. Первый этаж — это надувная конструкция из фольги, являющая собой купол. Его предлагают установить первым, а уже под ним вырыть котлован для строительства нижнего этажа, где будет располагаться спальни, столовая и кухня, ванная и туалетная комнаты, гостиная и отсек для фильтрации воздуха.

Верхний этаж будет впоследствии выполнять функцию прихожей. А можно его переоборудовать и под библиотеку. В доме предусмотрены системы выработки и распределения электроэнергии, циркуляции и очистки воздуха и сточных вод. Кстати, концепт дома будет построен на Земле — в Бристоле. Проект планируется завершить к марту 2022 года.

Дом из базальта и биопластика от AI SpaceFactory

Дизайн-бюро AI SpaceFactory (США) предложило проект яйцевидных домов, напечатанных на 3D-принтере. Проект принял участие в конкурсе от NASA и вышел в финал, заняв первое место.

Теперь, получив от агентства грант в размере $500 тыс., архитекторы возводят свои творения на Земле при помощи смеси базальтового волокна и биопластика, созданного на основе растительного крахмала. Такой материал устойчив к радиации, что очень важно в условиях Красной планеты.

Mars Science City — город из песка

Mars Science City — один из самых громких "марсианских" проектов на Земле. Это не просто дом, а целый город площадью 17,5 га, который обещают построить к концу 2021 года в ОАЭ. В качестве основного строительного материала будут использовать обычный песок, которого и на Марсе — в достатке.

Кстати, из песка будут делать и аэрогель — прямо на Красной планете. А вот роль строительного крана выполнит 3D-принтер. Постройки будут иметь форму полусфер и будут вмещать исследовательские лаборатории, жилые помещения и теплицы с плодоносящими растениями.

Nüwa — город в ущелье

Архитектурное бюро Abiboo разработало концепт марсианского города, получившего название Nüwa. Чтобы не утруждать строителей рытьем котлованов, архитекторы предложили спуститься в глубокое ущелье и осваиваться там. Это поможет минимизировать воздействие радиации. Проектировщики видят город, как целую экосистему, состоящую из встроенных в скалы модулей, соединенных между собой сетью тоннелей.

Модули могут использоваться в качестве жилья, рабочих зон, вольеров для животных и теплиц для растений. Предполагается, что теплицы будут находиться ближе к поверхности, а вот люди будут жить на нижних уровнях. Также предусмотрены и большие павильоны, где горожане смогут проводить досуг. Известно, что строительным материалом может выступить марсианские горные породы.

Как и на чем мы будем передвигаться?

На Tesla Roadster! Шутка, конечно. Передвигаться поселенцы будут несколькими способами. И самый простой и доступный — пешком. Дизайнер из Австралии, Адам Нортон, создал тренажер Mars Gravity Simulator, позволяющий потренировать марсианскую походку. Проведя ряд тестов, он пришел к выводу, что самый оптимальный способ — прыгать. Просто идти не получится, потому что сцепление обуви с поверхностью будет в разы слабее, чем на Земле, да и притягивать вас к себе Красная планета будет не так сильно, как наша.

Второй способ — марсоходы-вездеходы. Прототипом для них может послужить любой из планетоходов, хорошо зарекомендовавших себя. Perseverance, например.

Третий — вертолет, но это под вопросом, потому что разреженная атмосфера очень затрудняет создание подъемной силы. На поверхности Марса плотность атмосферы такая же, как на высоте 35 — 40 км на Земле. То есть, чтобы подняться даже на незначительную высоту и полететь, вертолет должен преодолевать сверхзвуковую скорость.