Ще можем ли да оцелеем на Марс? 5 основни грешки в научната фантастика, които ще погубят реалните колонизатори

Фразата „Отиди на Марс“ от култовия филм „Total Recall“ звучи като призив за следващото голямо географско откритие. Научнофантастични филми и телевизионни сериали като „Марсианецът“ или „В името на човечеството“ показват Червената планета като сурова, но в крайна сметка обитаема среда. Масовата култура ни убеждава, че с достатъчно инженерна изобретателност и упоритост човечеството може да усвои Марс така, както някога е усвоило новите континенти на Земята.

Реалността обаче налага съвсем други условия. Прекият контакт с немодифицираната марсианска среда е не просто враждебен за хората – той ги убива почти мигновено. Животът на Марс няма да има нищо общо с класическото изследване на нови територии. Ако човечеството някога създаде там постоянни селища, те ще бъдат абсолютно изолирани, херметически затворени структури, напълно зависими от изкуственото поддържане на всеки параметър на околната среда.

Нека използваме физиката, химията и биологията, за да разнищим основните погрешни схващания за оцеляването на една от най-близките до нас планети.

Заблуда 1: защо тераформирането е невъзможно

Най-разпространеният сценарий за изследване на планетите в научната фантастика е тераформирането. Предполага се, че хората ще могат да променят климата на Марс, като го направят подобен на земния, така че в бъдеще да могат да се движат свободно по повърхността без скафандри. На практика този процес се сблъсква с непреодолими физически ограничения.

Основната цел на тераформирането е да се създаде плътна атмосфера. За целта е необходимо да се намери начин да се увеличи атмосферното налягане почти 200 пъти, като същевременно се осигури подходящата комбинация от кислород и парникови газове, за да бъде температурата достатъчно висока за нашето оцеляване.

Проблемът е в липсата на основни ресурси на самата планета. Марсианската атмосфера сега е с плътност само 1% от тази на земната и се състои от 95-96% въглероден диоксид. Дори да бъде разработена технология за извличане на целия въглероден диоксид, задържан в марсианския лед, минерали и почва, количеството му няма да е достатъчно. Ако всички налични запаси бъдат напълно освободени, атмосферното налягане ще се повиши до максимум 7-12% от земното. Никакъв парников ефект не би бил достатъчен, за да се разтопи останалият лед и да се създадат открити водни басейни.

За да оцелее човечеството, атмосферното налягане трябва да е поне 50% от нормалното за Земята. При сегашното марсианско налягане просто няма да можете да дишате поради липсата на кислород. Механиката на човешките бели дробове е устроена по такъв начин, че за вдишването е необходимо определено външно налягане. При марсианските условия едно вдишване би довело до незабавна смърт, тъй като разтворените в кръвта газове биха започнали бързо да се разширяват.

Допълнителен критичен фактор е липсата на глобално магнитно поле на Марс. На Земята то ни предпазва от космическата и слънчевата радиация. На Марс нивото на радиация на повърхността е десетки пъти по-високо, отколкото на Земята. Поради тази причина всички живи модули ще трябва да бъдат разположени дълбоко под земята, да използват естествени тръби от лава или да покриват структурите с многометров слой марсианска почва, за да се предпазят от радиацията. Животът на откритата повърхност по принцип е невъзможен.

Заблуда 2: силният студ и недостигът на енергия

Холивудските филми често показват температурата на повърхността на Марс като нещо приемливо. Астронавтите могат да свалят за кратко защитните елементи и да не получат сериозни наранявания. Истинският Марс няма да прости такива грешки.

Средната температура на повърхността се задържа на -62 °C, а през нощта редовно пада под -87 °C. При тези температури хипотермията настъпва за броени минути. Тялото бързо губи топлина, което води до когнитивни нарушения, влошаване на фината моторика, сърдечна аритмия и последващо спиране на сърдечната дейност.

За да поддържат телесната температура на жизнеспособно ниво, колонистите ще се нуждаят от скафандри с мощни активни отоплителни системи. Подобни изисквания се поставят и към жилищните модули. Базата трябва постоянно да генерира огромни количества енергия за захранване на нагревателните елементи, както и за работа на системите за пречистване и циркулация на въздуха.

Получаването на кислород на Марс е технически осъществимо. Марсоходът Perseverance вече доказа, че е възможно да се извлича кислород от местната атмосфера с въглероден диоксид. Въпреки това мащабирането на тази технология за нуждите на цяла колония би изисквало гигантски енергийни разходи. Всяко прекъсване на електрозахранването би довело до незабавна смърт на селището поради изключване на системите за терморегулация и поддържане на живота.

Грешка 3: Гравитацията и необратимото разрушаване на тялото

Ниската гравитация често се представя като предимство. Във филмите героите се придвижват с дълги скокове и лесно вдигат тежки предмети. В действителност марсианската гравитация, която е само 38% от земната, ще започне бавен процес на разрушаване на човешкото тяло.

Биомеханиката на телата ни е устроена така, че постоянно да се противопоставя на земната гравитация. Без това натоварване костите и мускулите започват бързо да се разрушават. Проучванията показват, че астронавтите губят от 1 до 1,5% от костната плътност всеки месец при намалена гравитация. Това е последвано от сърдечносъдови смущения, загуба на координация и проблеми с равновесието.

За да предотвратят уврежданията, колонистите ще трябва да прекарват часове всеки ден в изтощителни физически тренировки със специални еспандери. Алтернатива биха били системите за изкуствена гравитация, но в момента такава технология не съществува.

Още по-сериозен проблем е влиянието на гравитацията върху следващите поколения. Учените не разполагат с данни за това как гравитацията от 8% от нормалната ще се отрази на развитието на човешкия плод. Не се знае дали скелетът на детето ще може да се формира без аномалии. Освен това човек, роден и израснал на Марс, вероятно никога няма да може да посети Земята: тялото му физически няма да издържи на стандартната земна гравитация.

Грешка 4: токсичният реголит и трудностите в земеделието

В романа и филма „Марсианецът“ главният герой успешно отглежда картофи в марсианската почва, като ги смесва с органични отпадъци. Това интересно сюжетно решение напълно пренебрегва действителния химически състав на повърхността на планетата.

Марсианската почва е силно наситена с перхлорати – соли на хлорната киселина. На Земята тези химически съединения се използват в промишлени мащаби за производство на твърдо ракетно гориво и експлозиви. За хората перхлоратите са изключително токсични: те нарушават функциите на щитовидната жлеза и причиняват тежки увреждания на вътрешните органи.

Не можете просто да използвате местната почва за засаждане на семена. Преди да се започне каквато и да е селскостопанска работа, милиони тонове почва трябва да преминат през сложни многостепенни системи за пречистване. Реголитът трябва да се промие с химически разтвори и да се обработи със специално отгледани бактерии, за да се неутрализират токсините.

Конвенционалното земеделие на открито няма да бъде възможно на Марс. Агрономството ще бъде високотехнологичен процес, изцяло зависим от изолираните хидропонни и аеропонни системи и инсталациите за рециклиране на вода в затворен цикъл. Местната ферма ще прилича на стерилна биотехнологична лаборатория, а не на познатите ни полета на Земята.

Грешка 5: психологическите ограничения – изолацията и сетивният глад

Техническите трудности на мисията до Марс бледнеят пред психологическите предизвикателства. Минималната продължителност на експедицията в двете посоки ще бъде две до три години. Пионерите ще се сблъскат със сериозна степен на изолация.

Психолозите идентифицират специфичен феномен, характерен за космическите полети на дълги разстояния: загубата на представа за Земята. Осъзнаването, че родната планета се е превърнала в неразличима точка на фона на черното пространство, предизвиква дълбок стрес и чувство на отчуждение. Колонистите ясно ще разберат: помощ отвън няма да дойде. В случай на критичен инцидент закъснението в двупосочната радиовръзка със Земята може да достигне 40 минути. Спасителни кораби не съществуват по принцип.

Животът в марсианската база е силно ограничено съществуване. Екипажът ще вижда едни и същи лица в продължение на години, ще яде една и съща замразена храна, ще диша един и същ рециклиран въздух. Липсата на нови визуални, слухови и тактилни стимули води до силен сетивен глад. Монотонността на средата пряко намалява когнитивните способности, предизвиква раздразнителност и клинична депресия. За да се противопоставят на това, космическите агенции като НАСА активно експериментират с компактни оранжерии. Визуалният контакт с живи растения и дори обикновената миризма на естествени домати имат мощен терапевтичен ефект върху мозъка, като помагат в борбата с психологическото изтощение.

Херметична реалност вместо нов дом

Физическото оцеляване на хора на Марс е технически постижимо. Но това би изисквало постоянни, масивни притоци на ресурси от Земята и безпроблемна работа на най-сложните инженерни системи.

Заселването на Марс ще изисква абсолютно дублиране на всички критични възли за поддържане на живота. Повредата на всеки елемент – от воден филтър до радиационен щит – може да доведе до фатални последици в рамките на няколко часа. Реалността на изследването на Червената планета не се състои в това да се научите да живеете в нова среда. Предизвикателството пред инженерите е да създадат сложен херметически затворен механизъм, чиято единствена цел е да предотврати проникването на тази среда в базата.

Като се има предвид, че вече имаме свят с функционираща екосистема и се борим да я поддържаме поради замърсяването и унищожаването на биосферата, е доста самонадеяно да мислим, че можем да се справим по-добре, като започнем от нулата на Марс. Червената планета ще си остане предизвикателен изследователски полигон, но в обозримо бъдеще няма да бъде жизнеспособен резервен дом за човечеството.