Прогресс трудно остановить. Он позволяет осваивать не только новые знания, но и новые территории. Но часто такое движение вперёд требует особых условий и специальной подготовки. Именно поэтому постройка жилья на Марсе до сих пор находится в фазе обсуждения и планирования.
Как могут выглядеть дома на Марсе
Марсианская однослойная атмосфера тоньше земной, имеющей пятиступенчатую структуру, и хуже защищает от воздействия солнечной радиации. Кроме того, она на 96% состоит из углекислого газа.
Для жизни в таких условиях потребуются абсолютно герметичные дома, в которых можно будет не опасаться потери кислорода или чрезмерного снижения давления. А чтобы гарантировать защиту от радиационного воздействия, придётся закапывать постройки в почву на глубину в 2-3 метра.
Наиболее функционально подходящий вход в дом на Марсе – шлюз. Это сооружение в виде коридора, на обоих концах которого размещены герметичные двери.
Помимо обычной одежды в гардеробную такого жилища поместят скафандр, а каждая прогулка с друзьями будет предполагать облачение в оснащённый дыхательным аппаратом герметичный костюм.
Длительное проживание на Марсе, где сила гравитационного воздействия в 3 раза меньше, чем на Земле, грозит человеку значительной потерей мышечной массы. Чтобы избежать этого, придётся оснастить дома отдельными тренажёрными залами, в которых люди смогут приводить себя в форму.
Обязательным элементом инопланетного жилья станет зал техобслуживания. В нем будут размещены устройства, производящие водород и необходимый для дыхания кислород из находящихся под поверхностью Марса запасов замёрзшей воды. Энергию же, необходимую для их работы, предоставят солнечные батареи. Естественное освещение обеспечит световой люк, пропускающий минимальное количество радиации.
Особенностью марсианской ванной комнаты станет создание специальных фильтров для мочи, которая в очищенном виде становится пригодной для помещения в домашнее водохранилище. Прочие органические отходы применят для удобрения растений.
Из-за наличия большого количества герметичных структур жилую и спальную зону сделают максимально компактными, сохранив при этом их функциональность. Еду придётся готовить самостоятельно из продуктов, выращенных на плодородной марсианской почве в специальных надувных теплицах. Тем же, кто хочет полакомиться животным белком, придётся ограничиться поеданием жуков, ведь содержание скота на Марсе – слишком накладное дело. Общение, скорее всего, будет ограничено домашним кругом, а телевизионный сигнал будет поступать с 20-минутной задержкой. Наличие такой паузы нужно учитывать в использовании быстрой телефонной или видео-связи.
Возможность для отлёта на Землю будет открываться только раз в два года. С такой же периодичностью можно будет получать дополнительные материалы или серьёзную медицинскую помощь.
По версии National Geographic
О том, какие будут первые дома на Марсе, поразмышлял и National Geographic, после чего дополнил базовую версию 3D проекта несколькими значимыми деталями:
- форма жилища – иглообразная;
- строительный материал – части космических летательных аппаратов и кирпичи из каменистого марсианского грунта;
- толщина стен, защищающих от экстремально низких температур, радиации и микрометеоритов – около 305 см;
- дополнительные сооружения – мощное устройство связи, прозрачный смотровой купол.
National Geographic предполагает, что изначально небольшие поселения людей на марсе постепенно расширятся за счёт дополнительных модулей, которые будут доставляться с последующими экспедициями. С ранее возведёнными структурами их свяжут специальные коридоры.
Какими должны быть дома на Марсе
О том, какими будут дома на Марсе, можно рассуждать долго, но минимальный перечень требований к таким сооружениям уже сформировался:
1. Наличие защиты от:
- радиации;
- перепада температур;
- пыльных бурь.
2. Автономность, выражающаяся в возможности самостоятельного получения:
- кислорода;
- питания;
- воды;
- энергии;
3. Наличие возможности расширения и быстрого восстановления постройки.
Фактически дома, возведённые на Марсе, долгое время будут оставаться замкнутыми маленькими мирами, но само их появление является серьёзным шагом вперёд.
Из чего строить дома
Марс богат железом, представленным преимущественно соединением FeO, из которого несложно выделить металл. Достаточно добавить в нужных пропорциях окись углерода. Благодаря этому железо наравне с особо пластичным и прочным стеклом относят к числу основных материалов, из которых будут построены дома на Марсе.
Для создания водохранилищ воспользуются пластиком или кевларом. Некоторые предполагают, что для постройки основной части зданий подойдёт марсианский бетон. Но замесить его можно только используя воду, дефицитный для красной планеты ресурс. Поэтому от данного материала придётся отказаться.
По версии NACA
НАСА также успел предложить свой оригинальный проект жилья для астронавтов – Ледяной купол Марса.
По мнению экспертов, такое решение имеет массу преимуществ:
- строительный материал будет находиться буквально под ногами, а точнее под слоем марсианской почвы;
- ледяной дом обеспечивает достаточный уровень защиты от суровых климатических условий Марса и радиоактивного излучения;
- внутрь жилища будет проникать достаточное количество света;
- основу для заливки ледяного корпуса легко перевозить и наполнять жидкостью с помощью простейшей робототехники без участия экипажа.
Такой дом останется пригодным для эксплуатации на протяжении многих лет. При необходимости наполняющая его вода станет сырьём для создания ракетного топлива, а структурная основа постройки будет использоваться, как своеобразный резервуар.
ИНТЕЕСНО! Чтобы построить один дом на Марсе изо льда, потребуется примерно 400 земных суток.
Возможно ли построить 3D дом на Марсе
Осуществление 3D печати домов предполагает использование тех материалов, которые уже находятся на красной планете. Это позволит значительно снизить вес оправляемых на Марс устройств и уменьшить стоимость полёта.
Помимо этого конструкторы 3D домов позволяют:
- создавать объекты почти любой формы из самых различных материалов: металла, пластмассы, керамики, песка, пыли и т.д.;
- снизить потребность в материально-техническом обеспечении;
- сэкономить время и стройматериалы.
Применение данной технологии одинаково уместно и при изготовлении мельчайших элементов реактивного двигателя, и при постройке домов из железобетона.
ИНТЕРЕСНО! Основным материалом для печати марсианских домов в 3D станет реголит – то есть покрывающий планету сыпучий песок и пыль.
Для постройки можно будет использовать практически все подручные материалы, в том числе металлические, полимерные и кевларовые детали космического корабля. Не менее удачной окажется формирование зданий из базальтовой лавы. Возможность эксплуатации такого материала для строительства 3D домов подтверждается несколькими проведёнными на Земле демонстрационными проектами.
Базальтовая лава имеет высокую плотность. По прочности она превосходит термоиндуцированную керамику и любой иной спечённый материал. Однако для её применения 3D принтер домов на Марсе должен быть разработан с учётом характерных особенностей лавы: высокой температуры, тягучести и т.д.
Возможные проекты домов
Уроженка Джакарты Vera Mulyani создала аналитический центр Mars City Design, который собрал $30,382 на реализацию очередного этапа своего проекта. Полученные средства будут использованы для печати 3D моделей домов на Марсе. Местом их локализации станет пустыня Мохаве.
Наиболее недавняя концепция, предложенная Mars City Design – проект Одуванчик. Эта разработка предполагает создание полностью автономных жилищ, использующих марсианские ресурсы для получения кислорода, воды и пищи.
По словам Mulyani первоначально исследовательская база будет рассчитана всего на четырёх человек, но в итоге она должна разрастись до тысячного поселения. В настоящее время Mars City Design проводит конкурс прототипов для 3D печати и выберет три наиболее перспективных из них для реализации.
В список финалистов, отобранных группой космических экспертов, уже вошли следующие 3D проекты домов:
Нейросинтез.
Предполагает создание городского поселения с закрытой речной системой, искусственными водопадами и передвижным 3D домом для каждого поселенца.
Одуванчик.
Автономная, напечатанная из реголита среда обитания, обеспеченная бесперебойными источниками пищи, энергии, воды и кислорода.
Вертикальные фермы.
Основная цель: самостоятельное выращивание продуктов питания в сжатые сроки в условиях устойчивой контролируемой среды. Это позволит исследователям не зависеть от разовых поставок с Земли.
Мгновенная постройка.
Проект предполагает применение технологии лазерного взрыва для максимально быстрого создания конструкций. Такие 3D дома мы печатаем во время стихийных бедствий или войн.
Марсианский научно-исследовательский центр.
По данной разработке будет создана исследовательская колония, использующая ресурсы Марса и методику автоматизированного строительства для расширения площади поселения и поддержания необходимых условий жизни.
Марсианская Машина Жизни.
Данное архитектурное решение оригинально тем, что предлагает усомниться в необходимости создания зданий с непривычным для человека дизайном только на основании наличия экстремальной марсианской среды.
Какие именно проекты привлекут большее число сторонников пока не известно, но все они определённо вызывают интерес.
В 2017 году проводился еще один конкурс и победителем стал проект Redwood Forest «Лес красного дерева» Купола будут связаны туннелями. Каждая куполообразная среда обитания будет вмещать до 50 человек.
Другие варианты
Помимо Vera Mulyani возможностью заселения красной планеты интересуется Илон Маск, занимающий пост гендиректора аэрокосмической компании SpaceX. Согласно его планам до конца столетия на Марс удастся переселить не менее миллиона землян, для которых даже разработан детальный план самоуправления.
Не осталось в стороне и NASA, которое совместно с американским универом Брэдли провёло конкурс проектов марсианских поселений под названием 3D-Printed Habitat Centennial Challenge. В итоге, призовые средства в размере 100000 долларов разделили между пятью победителям, которые должны были представить 3D макеты своих разработок в масштабе 1:3.
В список победителей вошли следующие проекты:
Zopherus.
Разработчики предлагают использовать для строительства домов специальный посадочный модуль со встроенными 3D принтерами, действующий без участия человека. Для добычи необходимых материалов он будет использовать небольших роботов. По итогам работы модуля на поверхности Марса должны появиться сотообразные дома и лаборатории, связанные между собой проходами.
SpaceFactory.
Создатели второго проекта решились напечатать дома в форме двухслойных цилиндров, что позволяет использовать по максимуму всё имеющееся пространство. Каждое из таких зданий разделят на 4 этажа с разнообразными функциональными блоками.
Kahn-Yates.
Особенностью третьего проекта стало наличие сада. Работы по строительству всего комплекса будут проводиться в 8 стадий с использованием, обнаруженных на Марсе материалов.
SEArch+/Apis Cor.
Четвёртый призёр – это проект, в котором на первое место было поставлено достижение баланса между радиационной защитой и количеством поступающего в 3D дом естественного освещения. Помещения в здании распределены так, чтобы те блоки, где астронавты будут находиться большую часть времени, защищались лучше других.
Северо-Западный университет.
Последняя из выбранных разработок домов на Марсе имеет серьёзный недочёт. Из-за куполообразной формы постройки большое количество внутреннего пространства не используется. Эта полусфера разделена на две зоны: спальную и рабочую. В последней разместят лабораторию, кухню и комнаты санитарного назначения.
В заключительной фазе конкурса, финалистов будут оценивать крайне строго. Будет учтено и то, какие материалы использовались, и насколько комфортным будет дом на Марсе, созданный по соответствующему проекту.
Для строительства домов на Марсе есть все предпосылки. Инновационные идеи, местный материал, новые технологии. До того момента когда на Марс ступит человек у нас остается еще много времени. А идеи уже разрабатывают сегодня. Осталось за малым. Построить ракету для пилотируемого полета и покорить красную планету.