Тайна Красной планеты: пермский математик рассказал, что нужно человеку, чтобы выжить на Марсе
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.
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.
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.
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.
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.
Telegram 
Дзен 
VK Ученые из Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ и Харбинского инженерного университета (Китай) раскрыли причину необычного поведения света внутри оптических микрополостей. Такие полости можно рассматривать как «лаборатории» для создания сильной связи между светом и веществом. Работа раскрывает потенциал этих полостей как полноценного инструмента для поляритонной физики.
Испанские археологи раскопали в Пиренеях пещеру на высоте 2235 метров, которая служила индустриальной базой древним людям. Более пяти тысяч лет назад они регулярно поднимались в альпийскую зону, чтобы перерабатывать медный минерал в десятках костровых ям. Находка означает, что высокогорье было не просто транзитным маршрутом, а важным центром добычи ресурсов в доисторической Европе.
Ученые сравнили последовательность Y-хромосомы знаменитого Кердюгенского воина — жившего около 4200 лет тому назад мужчины, останки которого нашли в Якутии в 2004 году — с геномами современных представителей сибирских коренных народов. Его прямыми потомками по отцовской линии оказались современные чукчи, коряки и эвены — коренное население Камчатки и Чукотки.
Генетика интеллекта сложна и связана с разными психоневрологическими состояниями. Оказалось, то, что повышает эрудицию, может ухудшать способность решать творческие задачи, — и наоборот. Причем паттерны этих связей уникальны для каждого диагноза.
Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
Полифенолы и другие соединения заваренного кофе в лабораторной модели связывались с ядерным рецептором NR4A1, который участвует в ответе клеток на стресс, воспаление и повреждение. Вещества меняли активность рецептора и тормозили рост опухолевых клеток, а при подавлении рецептора эффект слабел. Ученые предложили молекулярное объяснение части полезных эффектов кофе, но не проверяли их у людей.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Окаменелые остатки рептилии возрастом 289 миллионов лет сохранили полное анатомическое устройство грудной клетки ранних покорителей суши. Благодаря нетронутым хрящам исследователи реконструировали механику первого полноценного реберного дыхания. Наличие в тканях оригинальных белков подтвердило, что сложные органические молекулы способны сохраняться в палеонтологической летописи почти на 100 миллионов лет дольше, чем считалось.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно