Klasiskajās zinātniskās fantastikas pasakās par Marsu bieži ir parādījušies marsieši ar brillēm, kas iebrūk Zemē, par tās dārgajiem resursiem. Bet realitāte ir tāda, ka nākamajos divdesmit gados - ievērojot visus tehniskos un budžeta ierobežojumus - tikai cilvēki iebruks Sarkanajā planētā. Šogad NASA nāca klajā ar savu jaunāko plānu no Saules pārlēkt 300 miljonus kilometru uz ceturto planētu. Stratēģija paredz Mēness orbītā izveidot Mēness staciju, kas kalpos kā starppunkts tālsatiksmes lidojumiem uz Marsu. Apkalpotā priekšpostenis Deep Space Gateway kalpos kā kosmosa aģentūras Enterprise versijas Deep Space Transport starta laukums.
Līdz 2030. gadu sākumam astronauts, iespējams, ir atstājis pirmo cilvēka pēdu citā debess objektā kopš 1969. gada. Viņam vai viņai būs nepieciešami gudri sīkrīki, kas ļaus dzīvot uz aukstas, viesmīlīgas planētas tālu, tālu no tuvākās vietas, kuru varētu saukt par "mājām".
Ūdens, ūdens visur
Tas, ka uz Marsa ir ūdens, vairs nevienu nepārsteidz. Sarkanās planētas virsmas strāvas, kas periodiski izplūst, liek zinātniekiem domāt, ka patiešām vajadzētu notikt šķidrs ūdens. NASA pagājušajā gadā paziņoja, ka ir atklājusi arī milzīgu ledus rezervuāru, kas sasalis zem planētas cietās virsmas.
Tomēr maz ticams, ka agrīnajiem ceļotājiem uz Marsu būs viegli piekļūt šiem ūdens avotiem, vai arī tiem būs pārāk dārgi piekļūt. Tā vietā nākamie astronauti varētu izmantot ūdens uztveršanas veidu, ko izstrādājuši Kalifornijas Universitātes Bērklija zinātnieki.
Šī ar saules enerģiju darbinātā ierīce izmanto īpašu metāla organisko karkasu (MOF), lai ūdeni no gaisa izvilktu vismaz 20 procentu mitruma apstākļos. Pētījums par šo tēmu pagājušajā mēnesī tika publicēts žurnālā Science.
Reklāmas video:
Ar šo prototipu 12 stundu laikā no gaisa bija iespējams savākt apmēram trīs litrus ūdens, izmantojot tikai kilogramu MOF. Rāmis apvieno tādus metālus kā magnijs ar organiskām molekulām, kas savienojas stingrās, porainās šķiedrās, lai uzglabātu gāzes un šķidrumus.
"Ja relatīvais mitrums uz Marsa ir aptuveni 20 procenti vai vairāk, es nesaprotu, kāpēc šī ierīce tur nevar darboties," saka Omars Jagi, līdzautors darbam, kurš MOF pirmo reizi izgudroja pirms 20 gadiem.
Kaut arī ūdens slazds būtu lieliski noderīgs sausās vietās uz Zemes, šāda ierīce darbotos arī uz pilnīgi sausa Marsa, kur, neskatoties uz tuksneša apstākļiem, relatīvais mitrums naktī var sasniegt 80-100% - kas ir vairāk nekā pietiekami, lai izsūktu ūdeni no atmosfēras.
Yagi komanda jau strādā pie lētāka un efektīvāka MOF ūdens tvaiku sorbcijai. Tas ir tikai laika jautājums, kamēr šī tehnoloģija kļūst ekonomiski konkurētspējīga. Tas ir svarīgs solis ceļā uz ūdensapgādes nākotni, es to saucu par “personalizēto ūdeni”.
Civilizācijas zīmogs
Mūsdienās mēs varam 3D drukāt jebko - pat darba olnīcas. Spēja ražot instrumentus un detaļas noteikti palīdzēs Marsa kolonistiem, kuri visu nevar paņemt vienā piegājienā.
Nesen Ziemeļrietumu universitātes komanda parādīja spēju izdrukāt 3D struktūras, izmantojot Marsa un Mēness putekļus. Precīzāk, nevis īsti putekļi, bet NASA apstiprināts tāda paša izmēra un formas atdarinātājs. Pētnieki Ramila Šaha vadībā ir izmantojuši tā saukto 3D krāsošanas procesu, kurā tiek izmantotas jaunas tintes, kuras viņas laboratorija iepriekš bija izmantojusi, piemēram, grafēna un oglekļa nanocaurulīšu drukāšanai.
Pētījums tika publicēts šī gada sākumā Nature Scientific Reports.
3D drukāts materiāls, kas satur 90% no svara putekļus, ir ļoti elastīgs un izturīgs kā gumija. To var "sagriezt, velmēt, salocīt un veidot pirms 3D krāsošanas". Jūs pat varat izgatavot LEGO ķieģeļus.
"Tādās vietās kā citas planētas un pavadoņi ar ierobežotiem resursiem cilvēkiem dzīvošanai būs jāizmanto tas, kas ir pieejams uz šīs planētas," saka Šahs, Makkormika Inženierzinātņu skolas docents. "Mūsu 3D tintes patiešām paver iespēju izdrukāt dažādus funkcionālos vai strukturālos objektus, lai izveidotu dzīvotnes ārpus Zemes."
Mājas prom no mājām
NASA izstrādā savu risinājumu mājokļiem uz Sarkanās planētas. Šis ir iglu.
Tehniski "Marsa ledus māja" ir liela, piepūšama cauruļveida konstrukcija, kas ietvers no planētas savāktus un ledus čaulā ieslēgtus materiālus.
Piepūšamās konstrukcijas ideja ir tāda, ka to ir viegli transportēt. Kāpēc ledus? Ūdens nodrošina lielisku aizsardzību pret radiāciju, un tā ir viena no lielākajām briesmām, ar ko cilvēki saskaras kosmosa ceļojumos. Ilgstoša iedarbība var izraisīt vēzi vai pat akūtu staru slimību.
Alternatīvi mājokļus, laboratorijas un citas ēkas varētu aprakt zem virsmas, liekot pētniekiem dzīvot kā troglodītiem. Bet Mars Ice Home piedāvā labāku perspektīvu.
"Visi mūsu izvēlētie materiāli ir caurspīdīgi, tāpēc daļa dienasgaismas no ārpuses var iekļūt un paziņot, ka atrodaties mājā, nevis alā," sacīja Kevins Kemptons, NASA Marsa ledus mājas projekta galvenais pētnieks.
Viens ābols dienā
Nav skaidrs, vai zinātniskās fantastikas grāvējs Marsa iedzīvotājs patiešām palielināja kartupeļu tirdzniecību, taču zinātnieki izstrādā sarežģītas, pašpietiekamas augu saimniecības, kas nākamajiem astronautiem nodrošinās svaigus augļus un dārzeņus.
Piemēram, NASA, Arizonas universitātes un privātuzņēmumu kopprojekts ir bioregeneratīva dzīvības atbalsta sistēma (BLSS), ko pārstāv hidroponiskas augu kamera, kurai pārtikas ražošanai nav nepieciešama augsne (vai, vēl labāk, cilvēku izkārnījumi).
Slēgtas cilpas sistēma sākas ar barības vielām bagātu ūdeni. Uzturvielu ūdens atbalsta augu sakņu sistēmu. Sistēma vienlaikus dod labumu gan augiem, gan cilvēkiem, jo pēdējie izdala oglekļa dioksīdu, ko veģetācija absorbē. Savukārt augi fotosintēzes ceļā ražo skābekli.
“Mūsu pirmais lielais projekts sākās 2004. gadā. Mēs esam izstrādājuši un uzbūvējuši pārtikas audzēšanas kameru Dienvidpolā (Antarktīdā). Tas joprojām atrodas un joprojām darbojas,”saka Žans Džakomelli, Pārvaldītās vides lauksaimniecības centra direktors un bijušais BLSS projekta galvenais pētnieks.
BLSS tika parādīts slēgtā ekosistēmā Biosphere 2, kas pieder un ko pārvalda austrālieši.
Priekšā izaicinājumi
Acīmredzot vēl ir daudz darāmā, pirms astronauti uz Sarkanās planētas sāk audzēt garšīgus sarkanos ābolus. NASA un tās komerciālie partneri joprojām izstrādā nākamās paaudzes raķetes, kas tiks galā ar visām turpmāko misiju smagajām operācijām. Tiek veikti citi projekti, lai izveidotu dziļas kosmosa dzīvesvietas moduļus, kas cilvēkus aizvedīs uz Marsu.
Paliek nopietni šķēršļi. Piemēram, radiācijas problēma. EKA finansētie zinātnieki nesen paziņoja par ierīci, kas simulē kosmosa starojumu, lai pētītu draudus un izstrādātu risinājumus, lai mazinātu tā ietekmi uz cilvēkiem un aprīkojumu. Pašlaik aviācijas un kosmosa medicīna koncentrējas uz pētījumu par to, kā cilvēki dziļā kosmosā uzturas veseli un izturīgi.
Ir arī jautājums par atrašanos no mājām. Vai cilvēki ir pietiekami izturīgi, lai izdzīvotu tik garā ceļojumā? Par šo tēmu tiek veikti arī pētījumi Antarktikas apstākļos.
Šogad apritēs 60. gadadiena kopš kosmosa laikmeta sākuma, kad Krievija pirmo reizi palaida kosmosa pavadoni. Nokļūšana uz Marsa mazāk nekā gadsimta laikā no šī pagrieziena punkta būs vēsturisks brīdis, kas vēsta par jaunu cilvēku rases nākotni.
ILYA KHEL