Курс на Марс. Самый реалистичный проект полета к Красной планете

С помощью солнца и ветра, используя оборудование марсианского производства, можно получить десятки или даже сотни киловатт электроэнергии. Эти методы кажутся привлекательными, поскольку энергетические системы могут быть развернуты и запущены почти в любом месте, позволяя производить электроэнергию нецентрализованно. Это окажется очень кстати на Марсе, так как отпадет необходимость снабжать энергией далекие объекты в период, пока не будет выстроена энергопередающая инфраструктура. Тем не менее эти источники дают довольно скромные объемы энергии, а потому приходится искать более мощные альтернативы. Как выяснил британский ученый Мартин Фогг [40], такой вариант доступен на Марсе в виде геотермальной энергии.

Она генерируется благодаря высоким температурам недр планеты, достаточным для того, чтобы вскипятить жидкость – например, воду, – а затем использовать пар для запуска турбины генератора. На Земле геотермальная энергия – четвертая по значимости после сжигания топлива, гидроэлектростанций и АЭС, она обеспечивает около 11000 МВт, или 0,1 % всей энергии, потребляемой человечеством. Жители Исландии получают большую часть используемой ими энергии – более 500 МВт – из тепла земных недр.

Один геотермальный колодец на Земле обычно генерирует от 1 до 10 МВт электричества – не много по стандартам земных электростанций, но изрядно, если ориентироваться на требования марсианской базы. На Земле геотермальные электростанции такого размера могут быть приняты в эксплуатацию в течение шести месяцев от начала бурения и способны работать 97 % времени, причем эта цифра уступает только аналогичному показателю для гидроэлектростанций. Мало того, кроме большого количества энергии, геотермальная скважина могла бы обеспечивать базу на Марсе кое-чем не менее ценным: обильным количеством жидкой воды. На Земле генерирующие станции должны располагаться там, где находятся источники геотермального тепла, и, так как мы уже выбрали места для наших городов, это обстоятельство часто представляет проблему. А вот на Марсе города еще только предстоит построить. Учитывая значимость геотермальной энергии и воды, место обнаружения такого источника, вероятно, продиктует расположение базы.

Говоря короче, геотермальные источники энергии будут чрезвычайно выгодны для марсианских поселенцев. Вопрос в том, существуют ли они. Возможно, это покажется вам странным, но ответ почти наверняка будет положительным.

На Марсе есть крупномасштабные вулканические образования, например в провинции Фарсида, возраст которых менее 200 миллионов лет. Примерно 4 % поверхности планеты (около 5 миллионов квадратных километров, в основном в северных районах Элизиум, Аркадия и Амазония, а также в экваториальной области Фарсида) классифицируется марсианскими геологами как Верхняя Амазония: рельеф этой части планеты изменился в результате либо вулканической деятельности, либо затопления за последние 500 миллионов лет. События, произошедшие так давно, кому-то покажутся древней историей, но, учитывая, что возраст Марса составляет 4 миллиарда лет, на самом деле их стоит квалифицировать как недавние. С геологической точки зрения, 200 миллионов лет назад – это «сегодня». Если вулканы были активны тогда, они так же могут быть активны в настоящее время.

Более того, как мы уже видели, Марс обладает большими запасами воды. Жидкие грунтовые воды, вероятно, встречаются в пределах километра от поверхности по меньшей мере в некоторых местах. Если некая область была геотермально активна в недавнем прошлом, вода в ней может быть достаточно горяча, чтобы использовать ее для получения энергии.

Если в качестве подходящих кандидатов мы рассмотрим только территории Верхней Амазонии и предположим, что темп их формирования равномерен на отрезке в 500 миллионов лет, мы обнаружим, что 10 % (0,5 миллиона квадратных километров), вероятно, имеют возраст менее 50 миллионов лет, 1 % (50 тысяч квадратных километров) – менее 5 миллионов лет, а 0,1 % (5 тысяч квадратных километров), наверное, были активны в течение последних 500 тысяч лет.

Не следует извлекать геотермальную энергию из области, которая вулканически активна в настоящее время. Недра остаются горячими довольно долго после того, как активность ослабла. В своей основополагающей статье про марсианскую геотермальную энергию Фогг представил расчеты температурных профилей тамошних грунтов как функции времени с момента, когда регион был активен. Его результаты обобщены в табл. 7.2.