Марсианская автономия: как использование местных ресурсов (ISRU) откроет путь к колонизации Красной планеты
Недавнее исследование, представленное на 56-й Конференции по науке о Луне и планетах, было посвящено ключевым аспектам использования местных ресурсов (in-situ resource utilization, ISRU) для поддержки будущих пилотируемых миссий на Марс. Международная группа ученых, включая ведущего автора Кристофа Гросса из Свободного университета Берлина, изучила мотивацию, преимущества и сложности внедрения ISRU, что может помочь в разработке стратегий для повышения выживаемости астронавтов и успеха миссий.
Основная цель исследования — подготовка к долгосрочному пребыванию людей на Марсе. В отличие от краткосрочных миссий (как программа Apollo), длительное присутствие требует автономного обеспечения ресурсами, такими как вода, кислород и топливо. Доставка всего необходимого с Земли будет слишком дорогой и неэффективной, поэтому ISRU становится критически важной технологией.
Одним из ключевых направлений ISRU является производство пищи. На основе проекта EDEN ISS, проводившегося в Антарктиде с 2018 по 2022 год, ученые оценили, что для обеспечения одного астронавта едой на год потребуется от 40 до 65 квадратных метров посевных площадей. Выращивание растений также способствует генерации кислорода и поглощению CO₂, что улучшает условия в марсианских средах обитания.
Еще одним важным аспектом является добыча воды и кислорода. Подповерхностный лед рассматривается как основной источник воды для питья, гигиены и электролиза, который позволяет разделять воду на кислород и водород. Атмосферный CO₂ можно преобразовывать в кислород с помощью технологий, подобных эксперименту MOXIE на марсоходе Perseverance.
Для защиты от радиации марсианский реголит может использоваться в качестве экранирующего материала для жилых модулей, снижая воздействие космической радиации на астронавтов.
Исследователи выделили несколько перспективных регионов для добычи ресурсов. Juventae Chasma — это каньон, богатый гидратированными минералами, содержащими воду. Meridiani Planum представляет собой равнину с однородными отложениями, удобными для добычи. Utopia Planitia рассматривается как возможное место залегания подповерхностного льда, хотя данные пока остаются ограниченными. Еще одним интересным регионом является Mawrth Vallis, где также обнаружены признаки гидратированных минералов.
Выбор оптимального места для базирования зависит не только от наличия ресурсов, но и от других факторов, таких как научная ценность региона, удобство связи с Землей и умеренность климатических условий.
Несмотря на значительный прогресс, остаются нерешенные вопросы. Точное определение месторождений ресурсов требует дополнительных орбитальных и наземных миссий. Для тестирования технологий добычи необходимы недорогие разведывательные миссии с конкретными задачами по поиску и оценке ресурсов.
Кристоф Гросс уверен, что ISRU — это ключ к созданию автономных колоний на Марсе. Уже сейчас эксперименты, такие как MOXIE, доказывают возможность производства кислорода непосредственно на поверхности планеты. Однако для достижения полной автономии потребуются десятилетия дальнейших исследований и технологических инноваций.
В заключение можно сказать, что исследование подчеркивает, что ISRU — это не просто дополнительная технология, а необходимость для устойчивого освоения Марса. Успех будущих миссий будет зависеть от способности колонистов эффективно использовать местные ресурсы, минимизируя зависимость от поставок с Земли. Дальнейшие исследования и миссии помогут уточнить оптимальные методы добычи и переработки, приближая человечество к созданию постоянного марсианского поселения.