Кто из вас никогда не мечтал побывать на Марсе? Полюбоваться его багровыми закатами? А взобраться на самую высокую гору Солнечной системы? Или просто прокричать, приземлившись на поверхность – «Здравствуй Марс! Вот и я!» Круто ведь, правда?
Но если путешествие на Марс — это просто перелистывание страниц в научно-фантастическом романе, то в реальной жизни – это совсем другая история. Сложный, опасный, утопичный, самоубийственный…
Каковы препятствия на пути исследования и колонизации Марса? Почему мы еще не зарезервировали жилое пространство рядом со склонами долины Маринерис?
Важен не пункт назначения, а само путешествие
К сожалению, проблемы начнутся еще задолго до прибытия на Марс. В настоящее время люди не заходили дальше лунной орбиты. И когда на борту возникала какая-либо проблема, всегда удавалось вернуть корабль на Землю самостоятельно. Это то, что произошло в апреле 1970 года, когда в служебном модуле «Аполлона-13» взорвался баллон с жидким кислородом, положив конец миссии. После трех дней выживания в разорванном космическом корабле астронавты смогли благополучно вернуться на Землю.
Подобный сценарий совершенно немыслим во время полета на Марс. Данное путешествие может продлиться от 6 до 9 месяцев, в течение которых космический корабль станет по-настоящему автономным миром, способным обеспечивать водой, кислородом и пищей экипаж, находящийся в условиях, гораздо более враждебных, чем все то, что когда-либо моделировалось или испытывалось.
Защита, кормление, полив
В дополнение к коммуникациям, которые станут длиннее по мере увеличения расстояния между космическим кораблем и центром управления, достигая более 10 минут задержки между передачей и приемом сообщения, одна из главных проблем будет защита от космических лучей, омывающих межпланетное пространство, облучая все, что в нем находится. Хотя сегодня у нас существуют условия, позволяющие людям привыкать к длительным пребываниям в космосе на Международной космической станции, ситуация все равно не та. МКС вращается на высоте 400 км, и в этих условиях она значительно выигрывает от защитного эффекта магнитного поля Земли, которое отклоняет большую часть космических лучей.
И радиационная защита – это лишь одна из проблем, которые придется решать перед отправкой людей на Марс.
Вторая проблема – вода. На МКС была проделана большая работа, и теперь у нас существует очень эффективная система, преобразующая мочу и водяной пар, выделяемый при дыхании и потоотделении, для фильтрации и приготовления питьевой воды. Но даже в этом случае потери неизбежны, и грузовые корабли, которые отправляются на МКС каждый месяц, всегда привозят с собой немного воды для дозаправки.
Третья проблема – еда. Если с водой все более-менее ясно, с едой дела обстоят намного хуже. Тем не менее, проводятся исследования для поиска решений на МКС. С 2019 года проводятся эксперименты, изучающие функционирование определенных дрожжей и бактерий, которые были генетически модифицированы для производства антиоксидантов, витамина А и белков для поддержания мышечной массы астронавтов. С развитием редактирования генов вполне реально представить в микроорганизмы, способные, например, расщеплять человеческие фекалии на простые молекулы и использовать их для производства белков, жиров и других потребляемых углеводов – и способные перерабатывать часть твердых веществ человека.
Как это влияет на организм человека?
Еще одной хорошо известной проблемой является декальцинация костей. Этот процесс можно замедлить с помощью подходящей диеты и ежедневных физических упражнений, но эта потеря неизбежна (в космосе астронавты теряют 1% своей костной массы в месяц). И здесь решение может быть найдено с помощью биотехнологии. Идея заключается в том, чтобы сделать овощи, произведенные внутри корабля, наиболее эффективными и универсальными. В дополнение к производству небольшого количества кислорода за счет потребления CO2 и использования в качестве пищи для людей, также предполагается, что их можно было бы использовать в качестве аптеки.
В 2022 году Калифорнийский университет опубликовал исследование о выращивании в космосе генетически модифицированного салата-латука, который, помимо прочего, помогает стимулировать рост костей. Ежедневное употребление этого салата в итоге может помочь астронавтам сохранить плотность костей во время длительных космических путешествий. Тогда мы можем представить себе наличие программируемой фармакологии растений внутри космического корабля, редактируемой по мере необходимости, без необходимости брать с собой целую аптеку при взлете.
Наконец, человеческий фактор также является очень чувствительным параметром, который не обязательно гарантирует успех гипотетической миссии на Красную планету. В настоящее время проводится множество исследований способности небольшой группы псевдоастронавтов оставаться в одиночестве. Но у этих исследований есть свои пределы, потому что они проводятся в условиях, которые, безусловно, изолированы, но в любом случае остаются на Земле. Знание о том, что пути назад нет и что все человечество смотрит за вами, невозможно симулировать.
Мало кто сомневается, что Марс останется недосягаемым для людей. Но это не делает поездку готовой к завтрашнему дню. Хотя в настоящее время ведется интенсивная работа по подготовке человека к первым межпланетным путешествиям, текущее состояние знаний и технологий для совершения этого путешествия, безусловно, не позволяют предусмотреть его в ближайшем будущем.
Основные выводы
Итак, мы уже выяснили, что существует множество ограничений для отправки людей на Марс в ближайшем будущем.
Во-первых, защита от радиации является проблемой, потому что в космосе и на Марсе люди больше не получают защиты от магнитного поля Земли.
Во-вторых, хотя новые технологии упростили снабжение продуктами питания и водой, по-прежнему трудно заставить их работать в течение длительного времени.
В-третьих, необходимо учитывать потерю костной массы человека, поскольку в космосе астронавты теряют в среднем 1% костной массы в месяц.
В-четвертых, психическое состояние астронавтов: никто не может предсказать, как они поведут себя в космосе во время столь длительного путешествия туда и обратно.
