Курс на Марс. Самый реалистичный проект полета к Красной планете

Гидрид бора, или диборан (В₂Н

₆), также способен гореть в двуокиси углерода с удельным импульсом 300 секунд в пропорции 1:3 соответственно [37]. Ракетный прыгун на диборане и диоксиде углерода будет иметь, таким образом, эффективный удельный импульс 1200 секунд, это еще лучше, чем у системы на силане и диоксиде углерода, которая обсуждалась выше. Однако бор на Марсе редок, в то время как кремний встречается везде, а процессы, требующиеся для производства диборана, довольно сложны. Небольшие количества диборана можно импортировать на Марс в начале программы, чтобы обеспечить высокую производительность применений прыгуна (использование системы на этом топливе будет лучшим вариантом, например, для выполнения роботизированной миссии по возвращению проб марсианского грунта), но к моменту существования базы, где будет возможность производить силан, местный продукт почти наверняка вытеснит привозной диборан.

Неоднократно предлагалось производить кремний на Луне, чтобы изготавливать прямо там большое количество солнечных батарей. Эта идея имеет серьезные недостатки. Да, совершенно верно, диоксид кремния очень распространен на Луне, лучшего пожелать нельзя, но углерод и водород, необходимые для его превращения в чистый металл, отсутствуют. Хотя в описанных выше процессах эти реагенты используются повторно, в действительности всегда есть потери. Если вы хотите производить металлический кремний или любой другой металл на Луне, в конечном итоге вам придется завозить много углерода и водорода. На Марсе, напротив, оба этих элемента доступны в естественных условиях.

Медь

В качестве последнего примера получения ключевого промышленного металла на марсианской базе рассмотрим медь. На Луне ее нет, а вот в SNC-метеоритах ее удалось обнаружить примерно в тех же концентрациях, что и в почве на Земле. Однако они довольно низки, всего около 50 частей на миллион. Если вы хотите получить сколько-нибудь значительные количества меди, вам не удастся извлечь ее из почвы. Вместо этого вам придется искать участки, где природа сосредоточила металл в виде руды. В коммерческом плане наиболее важными источниками медной руды на Земле служат сульфиды меди. Как мы уже видели, сера гораздо более широко распространена на Марсе, нежели на Земле, и вероятно, что месторождения медных руд имеются на Красной планете в виде залежей сульфидов меди, сформировавшиеся на основе лавовых потоков. После обнаружения руды медь легко можно будет восстановить выплавкой или выщелачиванием, как это практикуется на Земле с древних времен.

Приведенный пример доказывает тот факт, что, в общем, единственный способ доступа к геохимически редким элементам – добыча местных концентраций богатых минеральных руд. Однако найти руды удастся только там, где проходили сложные гидрологические и вулканические процессы, которые сосредоточили элементы в рудных месторождениях, а в пределах Солнечной системы такие процессы имели место только на Земле и Марсе. Таким образом, у нас должна быть возможность найти на Красной планете концентрированные руды почти любого металла, редкого или распространенного, который понадобится нам для построения современной цивилизации.

Вопрос энергии

Должно быть очевидно, что доступность больших количеств тепловой и электрической энергии – необходимое условие для строительства основательной марсианской базы. Может быть, так не принято говорить, но, безусловно, лучший способ обеспечить эту энергию в первые годы – импорт готовых ядерных реакторов. На Земле сегодня основными источниками энергии для нашей цивилизации являются ГЭС, АЭС, а также ископаемое топливо и древесина для сжигания. Геотермальное тепло когда-нибудь станет четвертым источником, а вот солнечная энергия и энергия ветра стоят далеко позади него по значимости и играют очень незначительные роли. На Марсе гидроэлектростанции и сжигание ископаемого топлива использовать невозможно. В долгосрочной перспективе окажется доступна энергия термоядерного синтеза, поскольку отношение дейтерия (тяжелого изотопа водорода, который необходим как топливо для термоядерных реакторов) к обычному водороду, найденному на Марсе, в пять раз выше, чем на Земле. К сожалению, термоядерных реакторов в настоящее время не существует. Это значит, что ядерная энергетика остается единственным вариантом для получения больших объемов энергии в начале колонизации Марса.