Если учесть ту скорость, с которой развиваются технологии освоения космоса, человечество уже в обозримом будущем может основать марсианскую колонию. Это станет впечатляющим подвигом науки, расширит наши знания об окружающем мире, но от этого могут получить пользу самые обычные люди. Даже если они представления не имеют, что такое Марс и зачем он нам нужен. Чтобы жить, спать, есть и дышать на этой планете, астронавтам понадобятся самые передовые технологии. Но если подумать, многие из них могут использованы и на Земле, не правда ли? Сегодня мы приведём три примера такого рода.
Превращение углекислого газа в кислород
Марсианским колонистам будет нужен кислород, ведь атмосфера Красной планеты состоит в основном из углекислого газа, который для человеческого дыхания совершенно не подходит. Тут нужно будет создавать пригодный для дыхания воздух, и технология, которая способна сделать это, вполне сгодится для борьбы с потеплением климата здесь, на Земле. Большинство учёных сходятся во мнении, что кислород на Марс возить не нужно — его можно производить прямо на месте. И так как в углекислом газе он есть, то надо каким-то образом извлечь его оттуда. Проблема в том, что CO2 — это довольно стабильная молекула и требуется много энергии, чтобы убедить её отпустить атомы кислорода. Тем не менее, в изучении технологии освоения космоса, несколько способов добиться этого найдены.
Первый — это посредством электричества разделять CO2 на окись углерода (угарный газ) и кислород. Этот метод будет протестирован во время миссии «Марс-2020» — в рамках эксперимента, который называется «MOXIE». Второй был описан в этом году в журнале «Nature Communications», и он использует еще более интересные химические процессы. Авторы идеи обстреляли углекислым газом золотую фольгу. Молекула этого вещества обычно представляет собой прямую линию, причём атомы кислорода обычно находятся на её концах. Взаимодействие с преградой искривляло молекулы, и частицы живительного газа значительно сближались, образуя O2 и высвобождая атом углерода. Но «правильным поведением» отметился всего один процент молекул CO2, что, конечно же, очень мало. Тут, естественно, надо понимать, что это новая, совсем недавно появившаяся технология, и она может быть многократно улучшена.
Такого рода наука рано или поздно позволит освоить Марс, но ведь и здесь, на Земле, нам не помешало бы избавляться от углекислого газа в пользу кислорода. Человечество генерирует и выбрасывает в атмосферу огромное количество СО2, и он нагревает воздушную среду, делая наше проживание на планете гораздо менее комфортным. Поэтому удаление избытка углекислого газа будет долгосрочным приоритетом для науки. И реакции, разработанные для Марса, вполне сгодятся на Земле.
Перхлораты
Для нормальной жизни марсианской колонии понадобится, помимо кислорода, ещё и хорошая почва — чтобы выращивать продукты, да и в целях общей безопасности. Основная проблема с той, что там есть, заключается в наличии значительного количества токсичных для людей перхлоратов. Они пагубным образом воздействуют на щитовидную железу, регулирующую наш метаболизм. Поэтому одной из первоочередных задач для людей, прибывших на Марс, будет защита себя от прямого воздействия местной пыли. Но перхлораты — это не только марсианская проблема. Они загрязняют питьевую воду обычных землян, даже не помышляющих о космических путешествиях. Сегодня существует несколько способов химического разложения перхлоратов в грунтовых водах, но они обычно не горят желанием вступать в реакции с устраняющими их химическими веществами. Поэтому решения, предложенные для Марса, могут пригодиться и нам.
Некоторые группы исследователей, изучающие технологии освоения космоса, предлагают очищать марсианскую почву, выращивая в ней бактерий. Эти микробы производят ферменты, расщепляющие перхлораты на менее опасные хлориты. В качестве побочного продукта реакция даёт молекулярный кислород. Приятный бонус, не правда ли? Данный метод был описан в статье, опубликованной в 2013 году, и её авторы предложили инкорпорировать эти ферменты в портативную аварийную систему выработки кислорода, которую астронавты могли бы использовать в случае опасности. Им нужно взять немного грунта, смешать его с водой и определёнными ферментами, после чего устройство будет подавать чистый кислород. То есть, по здравом размышлении, мы одним махом получаем технологию очищения почвы, простейший способ обработки грунтовых вод и систему экстренного производства кислорода. Разве это не прекрасно?
Жилища
И, наконец, жилища. Колонистам, собирающимся задержаться на Марсе, они понадобятся. Никто не повезёт на другую планету традиционные строительные материалы — бетон, песок, стальные прутья и весь прочий ассортимент строительных магазинов. Это неимоверно затратно. Исследователи ищут решения для этой проблемы, и так уж получается, что некоторые из них могут пригодиться на Земле. Не так давно NASA объявило конкурс на создание технологии трехмерной печати жилых строений для Марса. И в мае этого года главный приз в размере полумиллиона долларов достался компании «AI SpaceFactory». Её специалисты разработали телескопический 3D- принтер, который устанавливается на ровере. Эта подвижная установка способна автономно возводить крупные структуры и использует только те материалы, которые можно найти на Красной планете или произвести там. В частности, в дело будет идти местный базальт. Он будет смешиваться с PLA. Это что-то вроде пластика, который можно сделать из тех растений, что будут выращиваться на Марсе.
В конкурсе НАСА модель, изготовленная в масштабе один к трём, выдержала несколько серьёзных тестов, в том числе на долговечность и водонепроницаемость. При этом компания, создавшая данную технологию, намерена реализовывать её и на Земле. Дело в том, что и базальт, и PLA здесь наличествуют в огромных количествах. Так что ничто не мешает строить из них жилища, которые, вдобавок ко всему, будут утилизируемыми. «AISpaceFactory» в данный момент собирает средства независимых акционеров, чтобы возвести первые дома этого типа.
Может показаться, что ничего подобного на Земле не требуется, но ведь все мы прекрасно знаем, что производство бетона и стали — это один из основных факторов загрязнения окружающей среды. Более того, эти материалы не совсем годятся для повторной переработки. Для экологии планеты было бы гораздо лучше, если бы людские жилища строились из того, что может быть впоследствии безопасно утилизировано. Выход, как видим, есть, даже если изначально он создавался не совсем для нашей планеты.
