Курс на Марс. Самый реалистичный проект полета к Красной планете

Добывать воду из марсианской атмосферы следует совершенно иным способом. Проблема здесь заключается в том, что «воздух» на Красной планете очень сухой – в среднем необходимо обработать один миллион кубометров, чтобы добыть килограмм воды

. Инженер Том Мейер и исследователь Марса Крис Маккей в своей уже ставшей классической статье предложили систему механического компрессора, способную делать именно это [33]. Авторы выяснили, что для производства каждого килограмма воды потребуется около 103 кВт. ч электроэнергии. Если сравнивать их результат с показателем эффективности описанной выше системы для добычи воды из почвы (около 3 кВт. ч тепловой энергии на килограмм), «воздушный» метод, конечно, покажется малоэффективным, хотя следует отметить, что компрессор также будет добывать из атмосферы много аргона и азота, необходимых для жизнеобеспечения базы.

Впрочем, совсем недавно Адам Брукнер, Стивен Кунс и Джон Уильямс из Университета штата Вашингтон провели исследование, в котором, вместо того чтобы сжимать воздух, просто прогнали его через поглощающий слой цеолита с помощью вентилятора [34]. Цеолит очень хорошо поглощает влагу, его можно использовать для уменьшения концентрации паров воды в атмосфере до нескольких частей на миллиард, а такая влажность намного ниже, чем даже марсианская. При температурах, царящих на Красной планете, цеолит способен адсорбировать воду в количестве до 20 % от своего веса. После насыщения его можно поместить в печь, чтобы выпарить воду – на это уйдет около 2 кВт тепловой энергии на килограмм, – а затем использовать повторно. Поскольку при таком подходе достаточно гнать поток воздуха, не сжимая его, мощность механического вентилятора будет значительно меньше мощности насоса, который используется в системе Мейера и Маккея, но, вероятно, потребуется еще 2 кВт. ч электрической энергии на килограмм обработанной воды. То есть энергетические затраты здесь будут сравнимы с таковыми при добыче воды из почвы.

Основная проблема с извлечением воды из атмосферы Марса любым способом заключается в том, что система для этого должна быть довольно большой. Так, система, объединяющая воздуховод с площадью поперечного сечения 10 квадратных метров и вентилятор, способный гнать воздух со скоростью 100 метров в секунду, будет производить около 90 килограммов воды в день. Нет необходимости делать это устройство подвижным, а потому 8 кВт электрической энергии для запуска вентилятора легко можно передать с базы. Если иметь в виду, что в данном случае не нужно проводить геологоразведочные работы и перемещать грунт, что система полностью автоматизируема и что исходный материал – марсианский «воздух» – это бесконечно возобновляемый ресурс, то в итоге такая система добычи воды из атмосферы кажется весьма привлекательной.

Резюмируя, можно сказать, что, хоть на Марсе и нет водоносных каналов, оплетающих планету, вода, конечно же, здесь имеется – причем в количествах, достаточных для существования людей. Нет сомнений, что большая ее часть, добытая на засушливых просторах, пойдет на то, чтобы добавить Красной планете зелени.

Озеленение Красной планеты