german_kmw

Category:

Космическая экспансия человечества. Вторая часть. Марс.

Южный полюс Марса, снимок МарсЭкспресс
Южный полюс Марса, снимок МарсЭкспресс

На сегодня это самая исследованная людьми планета в Солнечной системы, после родной Земли, потенциальный кандидат на звание второго дома для человечества. 

Карта Марса, астронома Джовани Скиапарелли
Карта Марса, астронома Джовани Скиапарелли

   До первых АМС люди считали, что на Марсе  существует разумная жизнь и цивилизация.  Предполагалось, что на нём существует система оросительных каналов, что там есть цивилизация и условия жизни сходные с земными. 

 Планета меньше нашей примерно в два раза по радиусу (Радиус Марса 3389,5 ± 0,2 км) , легче нашей планеты в 10 раз по массе (масса Марса 6,4171⋅10Х23 кг) и сила тяжести на поверхности Марс примерно 30% от земной — 0,378 g .  Чем больше мы узнавали Марс, тем больше разочаровывались, дело в том, что на Марсе не может быть воды в жидкой форме из-за низкого давления атмосферы она сразу испаряется, закипает. Однако вода присутствует в виде вечной мерзлоты в грунте, в виде льда в полярных шапках, а  так же может существовать короткое время в виде рассолов при таянии вечной мерзлоты.

ледник в кратере Королёва  в рядом с северной полярной шапкой  Марса
ледник в кратере Королёва в рядом с северной полярной шапкой Марса
Ударный вал кратера Королёв летом,  таяние ледника, видны потоки рассолов/ фото TGO
Ударный вал кратера Королёв летом, таяние ледника, видны потоки рассолов/ фото TGO

    Атмосфера Марса очень разряжённая, примерно как на высоте 70 км над Землёй, надо ещё понимать, что на поверхности Марса есть низменности,на Земле они заполнены водой — это озёра и океаны, а на Марсе, например в Ацидалийской равнине, равнине Эллада, находится  более плотная атмосфера, об неё  легче тормозить при посадке. Так же на плотность атмосферы Марса влияют  времена года. Зима из-за проблем с орбитой здесь на всей планете, в это время на Марсе растут полярные шапки и в них оседает замёрзший  углекислый газ из атмосферы  и вода, атмосфера теряет газы и становится более разреженной.

пылевая буря на Марсе
пылевая буря на Марсе

 Сама атмосфера тоже не подходит для земных живых организмов — атмосфера Марса состоит на 95,32 % из углекислого газа; также в ней содержится 2,7 % азота, 1,6 % аргона, 0,145 % кислорода, 210 ppm водяного пара, 0,08 % угарного газа, оксид азота (NO) — 100 ppm, неон (Ne) — 2,5 ppm, полутяжёлая вода водород-дейтерий-кислород (HDO) 0,85 ppm, криптон (Kr) 0,3 ppm, ксенон (Xe) — 0,08 ppm (состав приведён в объёмных долях). Дело в том, что  аминокислоты и ДНК наших организмов нуждаются в азоте N, который мы усваиваем из земной атмосферы. Углекислый газ ядовит для человека, но может быть питанием для растений, хотя для дыхания растениям тоже нужен кислород.  

иней на Марсе, , АМС "Викинг-3"
иней на Марсе, , АМС "Викинг-3"

   Марс беден энергетически, сюда поступает в два раза меньше солнечной энергии, чем на Землю, так как Марс в два раза дальше от Солнца, чем наша планета. Зато уровень космической радиации примерно такой же как в открытом космосе вне пределов магнитосферы Земли, причём присутствует самое тяжёлое галактическое излучение — тяжёлые частицы от взрывов сверхновых, но даёт знать и солнечная радиация, на поверхности Марса  и во время полёта к нему человек получит до 0,33 Зиверт в год, при допустимой дозе 1,2 Зивер в течении всей жизни для астронавтов НАСА. На поверхности Марса доза будет меньше примерно на 50%, так как с«снизу» тело марсонавта будет прикрыто планетой, а вот атмосфера Марса для радиации не помеха.    Конечно от радиации можно защитится поселившись под поверхностью этой планеты или если вырыть тоннели в больших ледниках на его полюсах. 

Солнце скрылось за горизонтом, Кьюриосити
Солнце скрылось за горизонтом, Кьюриосити

   На Марсе нет рек( хотя около 3,5 миллиардов лет назад были), что исключает гидроэнергетику. Наблюдаются потоки рассолов на склонах местных гор, предполагается, что это таяние вечной мерзлоты.  Здесь не было биологических процессов, нет отложений углеводородов —  пластов каменного угля, нефти, возможно есть метан небиологического происхождения.  

таяние воды на склонах марсианского кратера, MRO
таяние воды на склонах марсианского кратера, MRO

  Здесь не было тех геологических процессов, которые были на Земле, геологически это мёртвая планета, на которой уже нет вулканизма и движения литосферных плит, поверхность Марса имеет гораздо меньше геологических эпох, чем земная.  То есть весьма вероятно что нет и того распределения металлов и полезных элементов , что есть в коре Земли. Хотя это всё нужно ещё исследовать, чтобы понять точнее.   

  Разряжённая атмосфера Марса   получилась такой, из-за того  что Марс миллиардами лет теряет газы из атмосферы, так как раньше его условия были подобны земным — была плотная атмосфера, как и у Земли, были реки и моря.  Для случившейся катастрофы есть несколько причин —  более слабая гравитация Марса, отсутствие магнитного поля, защищающего от солнечного ветра и отсутствие геологической активности.  Возможно и то , что Солнце раньше было менее активным — сейчас его мощь возросла на 20% от того что было всего лишь миллиард лет назад.

 Очень большая проблема - это отсутствие магнитного поля, из-за того что планета геологически мертва. Земле не даёт «умереть» Луна — она заставляет приливными силами циркулировать нашу мантию.  Так же Луна спасет нас ещё от одной марсианской напасти — смещения оси вращения, у Земли из-за Луны гораздо стабильнее времена года. 

  Всё вышеперечисленное заставляет крайне скептически смотреть на  идеи некоторых одиозных деятелей по заселению этой планеты людьми и создание здесь «второго дома» человечества, по крайней мере на нынешнем уровне технологий и знаний. 

поверхность Марса - пустыня
поверхность Марса - пустыня

   Планета крайне не дружественная для земных живых существ, хотя внешне это не настолько очевидно, как на  Венере или Луне. Но именно  понимание  факта тяжелейших условий Марса стало главной причиной отказа от попыток отправки людей на Марс на заре космонавтики,  после полётов на Луну , а ведь именно о полёте на Марс мечтали фон-Браун и наш Королёв.  И общество предполагало, что освоение Марса начнётся при жизни поколения первопроходцев —  Гагарина, Титова,  Терешковой, Шепарда, Армстронга и других.

марисанская поверхность, фото от Кьюриосити
марисанская поверхность, фото от Кьюриосити

Особенность полёта на Марс заключается ещё в том, что он постоянно движется и расстояние между ним и Землёй различно.

стартовое окно
стартовое окно

И возможность запуска на Марс появляется только в «стартовые окна» примерно 1 раз в два года, такое пусковое окно выпадает на июль 2020 года. 

Да и сам полёт занимает  около 230 дней на Марс и примерно столько же обратно, хотя обратно с Марса на Землю  пока что не летали. 

Схема полёта на Марс и обратно
Схема полёта на Марс и обратно

Так для чего же нужен Марс? 

 Во первых Марс легче всего изучать из планет земной группы, изучая его мы понимаем  и выделяем те особенности, которые сделали Землю такой дружелюбной жизни, а Марс таким отстойным.  Мы пытаемся найти ключи к разгадки понимания возникновения жизни, была на Марсе жизнь или нет, конечно наиболее вероятно, что жизни там никогда не было, она не могла сформироваться в марсианских условиях, но до конца это ещё не изучено. 

 Для этих целей в этом году и в следующее пусковое окно в 2022 году ожидаются три лунохода — в этом году американский и китайский, а  в 2022 году полетит  российско-европейский, и одна орбитальная станция в 2020, которая полетит  уже через несколько дней. 

«Персеви́рэнс» , масоход США.  «Примарсение» этого прибора  ориентировочно в феврале 2021 года.

Пресевирэнс( Настойчивость)
Пресевирэнс( Настойчивость)

 Его задачей будет более подробное изучение геологии Марса, для чего он будет оборудован отсеком для сбора и хранения проб, и анализа соответственно.  С возможностью последующей миссии по возврату марсианского грунта, которую США планируют на 2025 год.

  Это самый крупный и дорогой марсоход, аппарат на базе уже работающего на Марсе марсохода Кьюриосити.  Он работает на РИТЭГ, его запас  энергии примерно на 15 лет, также «Персеви́рэнс»  будет оборудован небольшим вертолётным дроном. 

Ingenuity, марсианский дрон разведчик.
Ingenuity, марсианский дрон разведчик.

Тяньвэнь 1,первый марсоход  Китая. «Примарсение» должно произойти  в феврале 2021г

Тяньвэнь
Тяньвэнь

 Первый китайский марсоход, прибор будет состоять из двух частей — орбитальной станции на орбите Марса и посадочного модуля с марсоходом.  Здесь более простой и маленький марсоход, работающий от солнечных панелей, будет изучать марсианскую геологию и искать биосигнатуры. Основная его цель — отработка технологий «примарсения» для последующих амбициозных планов по возврату марсианского грунта. 

 Аль-Амаль, первый спутник Марса от ОАЭ, его создают при поддержке Японии и США. Выход на орбиту Марса в феврале  2021 года

Аль-Амаль
Аль-Амаль

Зонд будет изучать атмосферу Марса и сезонные циклы,  первый метеоспутник Марса. Учёные с помощью него попытаются понять эволюцию атмосферы Марса. 

 ЭкзоМарс 2022, российско-европейский марсоход «Розалинд Залкинд Франклин» и посадочная платформа «Казачёк». «Примарсение» ориентировочно в феврале 2023 года. 

марсоход Розалинд  Франклин
марсоход Розалинд Франклин
посадочная платформа "Казачёк"
посадочная платформа "Казачёк"

Достаточно крупный европейский марсоход на солнечных батареях, с оборудованием по поиску биосигнатур и исследования геологии.  Будет оборудован бурильным оборудованием. 

Также российская посадочная платформа будет оборудована научными приборами, она будет изучать внутреннюю структуру Марса, параметры вращения планеты и их изменения при   увеличении полярных шапок,  состояние атмосферы Марса — давление, влажность, состав,  УФ-излучение,  химический состав атмосферы, частицы пыли. Также будет сейсмограф для изучения геологической активности. 

 Очень амбициозные планы озвучивает Илон Маск, который  предлагает бомбить Марс термоядерныи бомбами для создания там комфортных условий для жизни (!), чтобы затем  основать там колонию из миллиона человек... В общем  такой микс идей  фон-Брауна и Остапа Бендера адаптированный на современных обывателей с клиповым сознанием.

 Ранее я пытался анализировать перспективы Старшипа И.Маска  https://german-kmw.livejournal.com/61305.html

 На что же рассчитывает Маск? Первый момент, прежде всего на неграмотность большинства людей,  простые люди считают — о, раз Марс планета и там работают приборы, марсоходы, то мы его изучили, мы его понимаем, он такой же как и наша Земля, давайте же будем его колонизировать как колонизировали когда-то Сибирь, Австралию или Америку.

Первая высадка на Марс, Мачей Ребиж
Первая высадка на Марс, Мачей Ребиж

  Второй момент, Илон предполагает, что на Марсе есть запасы  метана, ( по данным орбитального TGO метана в атмосфере Марса очень мало)  и точно есть вода — на полюсах в виде льда( в смеси с сухим льдом)  и возможно в виде рассолов или вечной мерзлоты  под поверхностью Марса.  Планируется посадить здоровенный  корабль Старшип, точнее даже несколько Старшипов с экипажами и беспилотных с оборудованием  для строительства подземной жилой станции и завода для получения метана из атмосферы Марса и воды из вечной мерзлоты или полярных ледников.  Это реакция Сабатье, 

она требует подпитку энергии, около 500 кВатт/ч, чтобы в течении полутора лет создать необходимое количество топлива для обратного полёта к Земле.  Пока что  господин Маск не располагает нормальными наработками в космических ядерных технологиях и планирует развернуть поля солнечных батарей, которые правда нужно привезти с Земли. 

 колонизация Марса, худ. Мачей Ребиж
колонизация Марса, худ. Мачей Ребиж

 Полёт Старшипа   к Марсу возможен будет в районе 2030-ого года либо позднее. Он будет проходить в несколько этапов, которые пока полностью не просчитаны, но примерно будет выглядеть так:

1.Старт  с Земли ракеты Старшип( в качестве второй ступени)  и (первой ступени) Супер Хэви, Старшип выводится на низкую орбиту, первая ступень — бустер Супер Хэви  возвращается на Землю,  где совершает посадку заправляется и используется так многократно.

Супер Хэви и Старшип в масштабе с Сатурн 5 и Фэлкон 9
Супер Хэви и Старшип в масштабе с Сатурн 5 и Фэлкон 9

2.  Так как топлива на Саршипе не хватит  до Марса, следуют несколько стартов Сташипа-заправщика с Супер Хэви с доставкой топлива и окислителя  и дозаправкой на орбите первого Старшипа,  заправщики планируется возвращать и использовать повторно.

3. После заправки на Старшип на НОО доставляют экипаж, здесь тоже пока неизвестно сколько человек отправят на Марс. 

Старшип на орбите Земли
Старшип на орбите Земли

4. Старшип стартует к Марсу с экипажем, летит — здесь я тоже не видел заявлений сколько это займёт по времени  , вероятно 3-4 месяца.

5. Для того чтобы «примарсится» Старшип тормозит двигателями и выходит на орбиту Марса, с орбиты входит в атмосферу и тормозит об атмосферу, после садится вертикально, с возможностью заправится и вернутся на Землю. 

6. Марсонавты-масконавты  полтора года находятся на Марсе , исследуют планету и готовятся к обратному путешествию — нарабатывают метан из атмосферы. Маск конечно представляет процесс, как полёт одного за другим множества Старшипов, примерно как авиасообщение между континентами на Земле. Однако из-за того что пока недостаточно понятно, что нам может дать Марс в плане ресурсов , то не очень понятна и обоснованность такой колонизации.  

Первый этап колонизации по-Маску
Первый этап колонизации по-Маску

  Если получится доставить на красную планету исследователей-людей и вернуть, то наука получит огромные результаты и дальнейшее понимание что нам делать с Марсом, о развитии Солнечной системы, об эволюции землеподобных планет.  Досконально и подробно изучить Марс сможет только пилотируемая миссия. Изучение Марса позволит дать ответ на вопросы:

1. Была ли когда-нибудь жизнь пусть на Марсе

2. Есть дли на Марсе энергетические ресурсы — прежде всего метан.

3. Какова геологическая история этой планеты.  

4. Есть ли вечная мерзлота под поверхностью планеты в средних широтах Марса. 


Error

Anonymous comments are disabled in this journal

default userpic