Курс на Марс. Самый реалистичный проект полета к Красной планете

Среди внеземных тел в нашей Солнечной системе Марс выделяется тем, что он обладает всеми необходимыми ресурсами, чтобы не только поддерживать жизнь колонистов, но и создать новую ветвь человеческой цивилизации. Эта уникальность проявляется особенно отчетливо, если сравнить Марс с нашей Луной, которую чаще всего называют местом, где мог бы поселиться человек.

В отличие от Луны на Марсе много углерода, азота, водорода и кислорода в биологически легкодоступных формах, таких как газообразный диоксид углерода, газообразный азот, водяной лед и вечная мерзлота. Углерод и азот имеются на Луне в ничтожных количествах: несколько частиц на миллион. Там есть некоторое количество водяного льда, но его можно найти только в постоянно затененных ультрахолодных (-230 °C) полярных кратерах – таких холодных местах, что их содержимое практически недоступно за пределами сред с нужными условиями. Кислород на Луне имеется в изобилии, но только в виде сильно связанных оксидов, таких как диоксид кремния (SiO₂), оксид железа (Fe₂

O₃), оксид магния (MgO) и оксид алюминия (Al

₂О₃

), которые требуют очень высокоэнергетических процессов для восстановительных реакций. Современные данные показывают, что, если бы Марс был гладкими и весь его лед и вечную мерзлоту растопили в жидкую воду, планета покрылась бы океаном глубиной около 100 метров. Это резко контрастирует с условиями на Луне, поскольку на ней так сухо, что, если бы там обнаружили бетон, лунные колонисты добывали бы его, чтобы получать воду. Таким образом, если растения и могут быть выращены в теплицах на Луне (маловероятное предположение, как мы убедились), то большую часть ресурсов для их выращивания придется импортировать.

Также на Луне примерно в два раза меньше металлов, представляющих промышленный интерес (медь, никель и цинк, например), а также многих других нужных элементов, таких как сера, фтор, бром, фосфор и хлор. На Марсе все они имеются в изобилии. Более того, на Марсе, как и на Земле, протекали гидрологические и вулканические процессы, которые, вероятно, объединили различные элементы в локальные скопления богатых минеральных руд. Ученые сравнили геологическую историю Марса с геологической историей Африки [43] и сделали очень оптимистичные выводы по поводу его минеральных богатств. На Луне же не было ни рек и океанов, ни вулканов, и в результате она в основном состоит из мусорных пород с очень небольшим содержанием полезных руд.

Электроэнергию можно производить и на Луне, и на Марсе, используя солнечные батареи, и здесь преимущества чистого неба Луны и ее близости к Солнцу в какой-то степени уравновешивают потребность в больших хранилищах энергии, связанного с 28-дневным суточным циклом Луны. Но, если мы захотим производить солнечные панели, чтобы создать собственную расширяющуюся энергетическую базу, Марс имеет огромное преимущество, так как только там есть большие запасы углерода и водорода, необходимых для производства чистого кремния, который идет на изготовление фотогальванических панелей и другой электроники. Кроме того, у Марса есть потенциал, связанный с энергией ветра, в то время как использовать ее на Луне принципиально невозможно. Но и солнечная энергия, и энергия ветра имеют сравнительно скромный потенциал – десятки или в лучшем случае сотни киловатт. Чтобы создать полноценную цивилизацию, понадобятся более богатые запасы энергии, и они доступны на Марсе, как в краткосрочной, так и в среднесрочной перспективе благодаря его геотермальным ресурсам, которые позволяют во множестве строить электростанции класса 10 МВт (10 000 ватт). В долгосрочной перспективе на Марсе будет процветать экономика, основанная на использовании его богатых запасов дейтериевого топлива для термоядерных реакторов. Дейтерий на Марсе встречается в пять раз чаще, чем на Земле, и в десятки тысяч раз чаще, чем на Луне.