Представьте: вы оказались на высоте 35 километров над Землёй, на морозе −60°C, под радиационным облучением в 150 раз выше нормы. Без скафандра. Сознание вы потеряете за несколько секунд, умрёте — за минуту.

Примерно так выглядит жизнь на Марсе — точнее, прогулка по его поверхности. Но люди всё равно собираются туда лететь — NASA, SpaceX, ESA строят планы колонизации Марса, проводят эксперименты, тратят миллиарды. Задача решаемая. Просто список проблем очень длинный. Вот он.

Содержание:
1. Воздух
2. Вода
3. Еда
4. Жильё
5. Скафандр
6. Энергия
7. Психология

Воздух: атмосфера Марса убивает без скафандра за минуту

Атмосфера Марса на 95% состоит из углекислого газа. Давление у поверхности — 0,6% от земного. На вершине Эвереста давление в три раза выше. Дышать там нечем.

Решение уже работает. В 2021 году прибор MOXIE на борту марсохода Perseverance впервые произвёл кислород прямо на Марсе — из CO₂. Принцип простой: электролиз расщепляет углекислый газ на угарный газ и кислород. За два года MOXIE выработал около 122 граммов O₂. Немного — но это был эксперимент размером с тостер.

Масштабировать можно. Одному человеку нужно около 0,84 кг кислорода в сутки. Промышленная версия MOXIE теоретически справится. Параллельно рассматриваются замкнутые системы жизнеобеспечения — как на МКС, только без возможности подвезти запасы с Земли.

Вода на Марсе: она есть, но добраться непросто

На Марсе вода существует. В виде льда на полюсах и подземных залежей на средних широтах. В 2018 году зонд Mars Express обнаружил признаки подземного жидкого озера у южного полюса — около 20 километров в диаметре. Скорее всего, оно под огромным давлением и невероятно солёное.

Главная проблема — перхлораты. Токсичные соли пронизывают марсианский грунт в концентрации до 1% по массе. Воду из марсианского льда придётся серьёзно очищать.

Одному человеку нужно около 4 литров воды в день. С учётом выращивания еды — в несколько раз больше. Электролиз воды решает сразу две задачи: даёт кислород для дыхания и водород как топливо.

Еда: выживание на Марсе требует собственного сельского хозяйства

Доставлять еду с Земли в долгосрочной перспективе невозможно. Перелёт занимает 6–9 месяцев, окна для запуска открываются раз в 26 месяцев, стоимость доставки груза исторически оценивается в сотни тысяч долларов за килограмм.

Марсианский реголит содержит нужные минералы, но перхлораты токсичны и для растений. После промывки и добавления органики эксперименты NASA показали: выращивать культуры в реголите реально. Герой «Марсианина», сажающий картошку в марсианскую почву, — не абсурд, просто сильное упрощение.

Более перспективный путь — гидропоника. На МКС уже выращивали салат, редис и перец чили. Дополнительные источники белка — насекомые и водоросли вроде спирулины: растут быстро, потребляют мало ресурсов и заодно вырабатывают кислород.

Жильё: марсианская база под слоем грунта — лучшая защита от радиации

Пылевые бури на Марсе — не песчаная поземка. В 2018 году буря накрыла всю планету и длилась месяцами. Именно она убила марсоход Opportunity, лишив его солнечного питания. Последнее сообщение, которое он передал на Землю: «Моя батарея разряжена, и темнеет». После — тишина.

Людей такая буря не убьёт напрямую, но обесточит базу и не выпустит наружу. Лучшая защита от радиации на Марсе — слой грунта толщиной 2–3 метра: снижает дозу до приемлемого уровня. Ещё интереснее — лавовые трубки, естественные туннели от древних вулканов. На Марсе они огромные: некоторые достигают сотен метров в диаметре. Готовое укрытие, которое не нужно строить.

Другой подход — 3D-печать из реголита. NASA проводило конкурс на лучший проект марсианского жилья: роботы прилетают раньше людей и печатают базу из местного материала. Ещё одна идея — стены, заполненные водой: она поглощает радиацию и одновременно служит запасом.

Скафандр для Марса: не тот, что вы видели на фотографиях с МКС

Скафандр для Марса должен работать при температурах от −100°C до +20°C, поддерживать внутреннее давление, частично защищать от радиации — и при этом не мешать нормально двигаться.

Последнее — самое сложное. Классические скафандры жёсткие: астронавты тратят огромные усилия просто на то, чтобы согнуть руку. NASA разрабатывает скафандр xEMU для Луны и Марса. В MIT работают над концепцией «второй кожи» — скафандра с механическим давлением вместо газового, более гибкого и лёгкого. Пока прототип, но направление перспективное.

Автономность — минимум 8–10 часов на одной заправке. Современные скафандры МКС работают до 8 часов. Для Марса — впритык.

Энергия: солнечные панели не спасут марсианскую базу

Солнечный свет на Марсе слабее примерно вдвое — планета дальше от Солнца. Плюс пылевые бури, которые могут месяцами закрывать небо. Именно поэтому Perseverance работает не на солнечных панелях, а на радиоизотопном генераторе — он вырабатывает электричество из тепла распадающегося плутония.

Для постоянной марсианской базы лучший вариант — компактный ядерный реактор. NASA совместно с Министерством энергетики США разрабатывает Kilopower: в 2018 году прошёл испытания прототип мощностью до 10 кВт. Для небольшой базы нужно около 40–50 кВт. Для сравнения: МКС потребляет 75–90 кВт, средний российский дом — 3–5 кВт.

Реактор работает круглосуточно, независимо от пыли и положения Солнца. На Марсе это критично.

Психология: задержка сигнала в 22 минуты — это не технический нюанс

Сигнал от Земли до Марса идёт от 3 до 22 минут в одну сторону. Разговор в реальном времени невозможен. Ближайшая помощь — в 6–9 месяцах полёта. Это не неудобство — это серьёзная психологическая нагрузка при выживании на Марсе.

В 2010–2011 годах в Москве провели эксперимент Mars-500: шесть добровольцев провели 520 дней в полной изоляции, имитируя перелёт на Марс и обратно. У всех зафиксировали нарушения сна, снижение активности, нарастающее напряжение. И это без реальной опасности за бортом.

Физиология добавляет вопросов. В невесомости астронавты теряют 1–2% костной массы в месяц и вынуждены заниматься спортом по два часа каждый день. На Марсе гравитация — 38% от земной. Это лучше нуля, но как организм отреагирует за годы — неизвестно. Таких данных просто не существует.

Марсианские сутки длятся 24 часа 37 минут — почти как земные. Это, пожалуй, единственное, что там «нормальное» без оговорок. Всё остальное придётся создавать с нуля: воздух, воду, еду, тепло, защиту от радиации на Марсе, энергию, психологическую устойчивость. Каждый пункт — отдельная инженерная задача, над которой сейчас работают тысячи людей. И судя по тому, как быстро появляются решения, список становится короче.

Следите за новостями о колонизации Марса и освоении космоса — подпишитесь на обновления сайта, чтобы не пропустить главное.