• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
01.12.2023
ПНИПУ
6
19 686

Тайна Красной планеты: пермский математик рассказал, что нужно человеку, чтобы выжить на Марсе

4.5

Марс — точка притяжения ученых умов, объект мечтаний писателей, кинематографистов и обычных людей. Математик первой категории кафедры математического моделирования систем и процессов, преподаватель Политехнической школы ПНИПУ Евгений Бурмистров рассказал, чем опасны межпланетные путешествия, какую выгоду человечество извлечет из колонизации Красной планеты, возможно ли воссоздать атмосферу на Марсе и как вернуться обратно на Землю.

Кадр из к/ф «Марсианин»
Кадр из к/ф «Марсианин» / © Getty images

Марс представляет собой не просто каменистую планету, а потенциальный новый дом для человечества. Стремление к колонизации — это своего рода высвобождение фантазии и мечтаний о космической обители.

«Путешествие к Марсу — вызов смелости и выражение стремления человека к неизведанным горизонтам, напоминание о том, что в нас живет врожденное желание исследовать и открывать новые миры. Мы не оставляем попытки отыскать следы жизнедеятельности древних организмов или даже сами живые организмы в толщах грунта и полярных шапок Красной планеты», — рассуждает Евгений Бурмистров.

Какую пользу принесут нам полеты на Марс?

Расширение наших знаний об истории Марса прольет свет на эволюцию планетарных систем и даже подтвердит или опровергнет гипотезы о возможности жизни во Вселенной. Колонизация этой планеты требует разработки и применения передовых технологий в области космических полетов, систем поддержки жизни и ресурсного обеспечения. Эти технологии, разработанные для выживания на Марсе, найдут применение и на Земле. В теории, это поможет в создании космической инфраструктуры, что сделает межпланетные полеты более доступными.

Математик первой категории кафедры математического моделирования систем и процессов, преподаватель Политехнической школы ПНИПУ Евгений Бурмистров / © Пресс-служба Пермского Политеха

Открытие ресурсов на Марсе, таких как минералы и вода, подарит людям новые экономические возможности, в том числе добычу и использование полезных ископаемых для транспортировки на Землю. Заселение Красной планеты – это шанс расширить обитаемое пространство человечества и важный фактор для нашего выживания в случае катастроф на Земле.

Чем чреваты для здоровья межпланетные путешествия?

По подсчетам специалистов, полет от Земли до Марса займет 8-9 месяцев. За это время человек столкнется с рядом испытаний. Во-первых, космическая среда подвергает астронавтов воздействию высоких уровней радиации, что повлияет на их здоровье, есть риск развития рака. Особенно велика вероятность получить опасную дозу облучения из-за солнечных вспышек, когда радиоактивные частицы выбрасываются за пределы атмосферы звезды. А еще из-за космических лучей, которые представлены элементарными частицами, фотонами и ядрами атомов, движущимися с высокими энергиями в космическом пространстве.

Преподаватель ПНИПУ Евгений Бурмистров объясняет, что солнечная радиация представляет опасность и для астронавтов на МКС, однако современные технологии ограждают их от пагубного воздействия излучения. Космические агентства разрабатывают специальные защитные системы, такие как толстые слои материалов, чтобы снизить воздействие радиации. В таких щитах могут использовать воду, полиэтилен и другие материалы, которые замедляют частицы. Время старта космических миссий планируется таким образом, чтобы минимизировать воздействие солнечных вспышек. Астронавты находятся под постоянным медицинским мониторингом во время полетов, чтобы выявлять и лечить любые негативные эффекты радиации. Для межпланетных путешествий маршруты возможно прокладывать так, чтобы использовать планеты и их магнитные поля для защиты от облучения.

Длительное нахождение в невесомости тоже приведет к потере костной массы и мышечной атрофии. Не стоит забывать и про воздействие длительных полетов на психику человека. Социальная и психологическая изоляция экипажа скажется на эмоциональном благополучии, а ограниченность ресурсов и пространства создаст напряжение и стресс.

Есть ли на Марсе атмосфера?

Атмосфера Марса (в сравнении с земной) крайне разрежена: количество газовых молекул значительно ниже привычной нам нормы. Главными ее составляющими являются углекислый газ (около 95 процентов), азот (три процента), аргон (1,5 процента), а также остатки других газов и водяного пара.

Чем объясняется такое состояние атмосферы? Во-первых, Марс имеет меньшую массу и гравитацию по сравнению с Землей. Газы уходят в космическое пространство. Во-вторых, на Красной планете нет магнитного поля, которое бы защищало атмосферу от солнечного ветра. В-третьих, интенсивные климатические изменения на Марсе, включая ветра, пыльные бури и периоды обильных ледяных осадков, влияют на атмосферные условия и приводят к ее потере.

Марсианская атмосфера / © Getty images

Какие трудности это влечет для колонизации? Разреженная атмосфера Марса неэффективно защищает от солнечной радиации. Кроме того, она осложняет маневры и аэродинамическое торможение космических аппаратов при входе в атмосферу. Ограниченны также ресурсы для производства кислорода из-за низкого процента азота в атмосфере Марса.

Можно ли сформировать на Марсе условия, пригодные для жизни?

Атмосфера планеты формируется по-разному — все зависит от изначальных условий и научных теорий. Одна из них представляет этот процесс тремя этапами. Сперва, при формировании планеты из протопланетарного диска вокруг молодой звезды, газы и пыль начинают скапливаться под воздействием гравитационных сил. Затем на поверхности сформировавшейся планеты газы и легкие элементы образуют облако, которое служит зачатком первичной атмосферы. После этого из вулканов, комет и метеоритов на планету поступают дополнительные газы, которые обогащают состав атмосферы.

Чтобы воссоздать этот процесс «вручную», необходимо решить проблему малой гравитации Марса и отсутствия магнитосферы, чтобы важные элементы (гелий и водород) не покидали атмосферы. Необходимо обработать поверхность планеты и увеличить ее способность удерживать тепло. Создание парникового эффекта и приемлемого климата можно достичь с помощью введения в атмосферу Марса дополнительных газов. Все эти подходы объединяет терраформирование — процесс преобразования атмосферы, климата, поверхности и других характеристик планеты или спутника, чтобы сделать их более подходящими для жизни, аналогичными Земле.

Кадр из к/ф «Марсианин». Главный герой выращивает картофель / © Getty images

К аспектам терраформирования еще относят работы по изменению грунта, водных резервуаров и других поверхностных особенностей для создания подходящей почвы, водоемов и климата. Марс считается наиболее подходящей для этих преобразований планетой, поскольку, согласно исследованиям, в прошлом на Марсе была вода в виде океанов, рек и ледяных капель, остаточная атмосфера послужит основой для сотворения новой, а близкое расположение к Солнцу и наличие дня и ночи облегчит создание необходимых климатических условий.

«Терраформирование Марса — это огромный технический, научный вызов и процесс, потребующий значительных усилий и ресурсов. Большинство других планет в Солнечной системе слишком горячи или слишком холодны, или не обладают ресурсами, необходимыми для поддержания жизни», — считает Евгений Бурмистров.

Какие ресурсы потребуются, чтобы вернуться на Землю?

Чтобы колония могла успешно проживать на Марсе, необходимо решить ряд сложившихся проблем. Прежде всего, обеспечить людей технологиями защиты от космической радиации, кислородом, водой, полезными ресурсами, энергией и системами поддержки жизни и медицинской помощи. Наладить такие процессы сразу невозможно, поэтому человеку придется лететь на Землю за новым оборудованием и запасами.

Возвращение с Марса – сложная задача. Во-первых, из-за ограниченного объема топлива придется производить его прямо на Красной планете. Для этого можно использовать кислород и водород, полученные искусственно, например, из воды. На переработку сырья потребуется потратить много энергии, полученной с помощью альтернативных источников — солнечных панелей.

«Солнечная энергия в космосе становится менее эффективной с увеличением расстояния от Солнца. Соответственно, на Марсе солнечные панели будут собирать меньше энергии, чем на Земле», – отмечает преподаватель Пермского Политеха Евгений Бурмистров.
Для добычи ресурсов на Красной планете, таких как вода из ледяных резервуаров, необходимы специальные буровые системы. Астронавтов следует обеспечить защитным снаряжением, системами связи и продовольствием.

Марс становится ареной для испытаний нашего технологического мастерства. Развитие космических технологий и систем поддержки жизни на другой планете — это вызов, который подстегивает инженеров и ученых на преодоление технологических барьеров.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Пермский национальный исследовательский политехнический университет (национальный исследовательский, прошлые названия: Пермский политехнический институт, Пермский государственный технический университет) — технический ВУЗ Российской Федерации. Основан в 1960 году как Пермский политехнический институт (ППИ), в результате объединения Пермского горного института (организованного в 1953 году) с Вечерним машиностроительным институтом. В 1992 году ППИ в числе первых политехнических вузов России получил статус технического университета.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Позавчера, 17:01
Андрей

Международная группа геологов выяснила, когда начал отступать антарктический ледник Туэйтса, который называют «ледником Судного дня».

Позавчера, 15:05
Ольга Иванова

Немецкие ученые изучили Danionella cerebrum — небольшой вид рыб длиной около 12 миллиметров. И выяснили, как эта крошка способна издавать звуки более 140 децибел.

Позавчера, 19:01
Юлия Трепалина

От газовой плиты в воздух на кухне, а затем и в органы дыхания попадает больше крошечных аэрозольных частиц размером в один-три нанометра, чем от выхлопов автомобилей, работающих на бензине или дизельном топливе. Это показал эксперимент в новом американо-немецком исследовании.

Позавчера, 15:05
Ольга Иванова

Немецкие ученые изучили Danionella cerebrum — небольшой вид рыб длиной около 12 миллиметров. И выяснили, как эта крошка способна издавать звуки более 140 децибел.

Позавчера, 17:01
Андрей

Международная группа геологов выяснила, когда начал отступать антарктический ледник Туэйтса, который называют «ледником Судного дня».

26 февраля
Дарья Губина

В 2022 году зонд DART столкнулся с Диморфом, спутником астероида Дидим. Ученые хотели проверить, можно ли сбить с траектории небольшое, но потенциально опасное для нашей жизни космическое тело. Оказалось, DART не только изменил орбиту маленького объекта, но и полностью его «переворошил».

20 февраля
Полина

В Российской академии наук завершили первый Большой словарь ударений, его издадут к концу года. Лингвисты собрали наиболее современные нормы произношения привычных слов и зафиксировали ударение для лексики, которая появилась в русском языке недавно.

1 февраля
Андрей

Канадские исследователи изучили состав пород, вышедших на поверхность при появлении первых континентов. По итогам анализа выяснилось, что новая земная кора возникла не в результате движения тектонических плит, а из-за процессов в океанических плато молодой Земли.

15 февраля
Дарья Губина

Титан — самый органически богатый спутник с глобальным океаном в Солнечной системе. И все же, сопоставив строение его поверхности с интенсивностью падения метеоритов, ученые пришли к выводу, что в океане спутника Сатурна вряд ли хватает элементов для жизни.

[miniorange_social_login]

Комментарии

6 Комментариев

Вообще статья об очевидных вещах: лететь до Марса долго, солнечного света там меньше и т.д. Не нужно иметь математическое образование, чтобы рассуждать на эти темы.
Jora Bayramow
02.12.2023
-
0
+
Если на на нашей планете будет катастрофа, Марс возможно будет служить как временное убежище для небольшой группы людей и не более того. И все они найдут там свою погибель в муках. Но тем не менее изучать Марс необходимо для лучшего понимания Мироздания. Нам необходимо изобретать и создавать совершенно другие космические корабли, способные быстро и безопасно выйти за пределы Солнечной системы, найти планеты с схожими условиями с нашей планетой и только тогда можно будет думать о переселении людей туда для продолжения человеческого рода во Вселенной. Для этого ещё необходимо развивать технологию ИИ, создавать роботы с ИИ, мыслящих как люди, чтобы они с применением генной инженерии (путем клонирования или же другими способами) на основе генетических материалов людей смогли возродить там человечество. Так как, если даже в будущем мы найдем способы продление жизни человека, но всё же ни один космонавт, даже очень продленной жизнью, в течение своей жизни не сможет живым долететь до других планет , которые расположены за пределами солнечной системы.
"Разреженная атмосфера Марса... осложняет маневры и аэродинамическое торможение космических аппаратов при входе в атмосферу." Понравился перл.) интересно, как атмосфера Марса осложняет аэродинамическое торможение аппаратов при входе в неё. А не было бы марсианской атмосферы — тогда аэродинамическое торможение не осложнялось бы? )) до полного его отсутствия... "чтобы важные элементы (гелий и водород) не покидали атмосферы."Хотелось бы узнать, в чем такая важность гелия и водорода для марсианской атмосферы. Их там следовые количества, как и на Земле. А в чем их важность, не могу понять. А автор, как понимаю, комменты здесь не оставляет. Эх...
    Shelove517
    01.12.2023
    -
    0
    +
    Николай Цыгикало, +++ а как же экономические возможности добычи полезных ископаемых на Марсе для отправке их на Землю? Так-то, можно всякие модели экономические представить, но думается мне, что экономика добычи ресурсов на Марсе для Земли лежит немного после превращения Сахары в Шри-Ланку.
    +
      ещё комментарии
      Николай
      01.12.2023
      -
      0
      +
      Shelove517, тут могут быть неочевидные варианты. Просто вырастить картошку и лук, и привезти на Землю. Миллион китайцев заплатит по миллиону за ужин марсианской картошкой. А если сказать что целебный, то это даст побольше полезных ископаемых.
        Shelove517
        05.12.2023
        -
        0
        +
        Николай Цыгикало, вот да, эксклюзивность марсианского производства эксплуатировать безусловно можно. Но только в качестве товаров потребления. Сырьё марсианское, наверно, будет невозможно реализовать. Это так у нас с другом мечта есть на старости лет отправиться на Марс и организовать там производство марсианского виски)))

Подтвердить?
Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: