Техно

Марс превратят в научную лабораторию

В условиях космоса будут не только производить топливо, кислород и продукты питания, но и печатать 3D людей

Фото: wordpress.com

Американские ученые из Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли считают, что колонизировать другие планеты человечеству помогут уже существующие научно-инженерные технологии. Они подготовили об этом детальный доклад и опубликовали его в свежем номере издания Journal of the Royal Society Interface. Специалисты предлагают с помощью изготовить все необходимое для жизни людей прямо на поверхности Марса. Таким образом, можно будет свести до минимума объем транспортируемых грузов и существенно снизить стоимость экспедиций. По оценкам экспертов, для экспедиции на Марс продолжительностью 916 суток, при "правильном подходе" потребность в доставке топлива будет снижена на 56%, а в продовольственных запасах - на 38%.

Как получить топливо

При полете на Марс необходимо транспортировать тонны запчастей, продуктов, воды, топлива и кислорода. А ведь еще столько же потребуется, чтобы вернуться обратно на Землю. Соответственно, инициаторы колонизации Марса вместе с учеными, инженерами и биологами делают все возможное, чтобы корабль обеспечивал себя всем необходимым. 

Специалисты из Национальной лаборатории имени Лоуренса пришли к выводу, что основой для биологического синтеза топлива могут служить все отходы жизнедеятельности экипажа, а также ресурсы самой планеты. В частности, по словам старшего  автора исследования Лаборатории имени Лоуренса Адама Аркина, Марс богат азотом и углекислым газом, с их помощью можно производить метан.

Фото: xcor.comУже есть и метановый двигатель, сконструированный и испытанный подрядчиком NASA - компанией Alliant Techsystems/XCOR Aerospace. Если данная технология пройдет успешные испытания, метановые двигатели откроют дверь в освоение глубокого космоса. Производство метана возможно посредством процесса Сабатье. Такая реакция проходит между углекислым газом и водородом при нагревании, а ее продукты - метан и вода. Марсианская атмосфера в избытке содержит углекислый газ, а также небольшие объемы водорода.

Кстати, есть в космосе метан и в чистом виде. Недавно его обнаружили на Марсе, причем в самых разных частях планеты. Полученные данные свидетельствуют о том, что Марс производит около 270 тонн метана в год. Чем дальше путешествие в Солнечной системе, тем легче найти запасы метана. На спутнике Сатурна - Титане, обнаружено огромное количество   жидкого метана - спутник весь покрыт метановыми реками и озерами. Метан содержат атмосферы Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна, а Плутон имеет на поверхности запасы замороженного метана. Так вот, если заправлять корабль метаном на других планетах, стоимость межпланетных перелетов можно снизить более чем на 50%.

Генератор кислорода

Уже решена и проблема обеспечения космических миссий кислородом - для поддержания жизни и питания корабля. Специалисты NASA совместно с учеными из Массачусетского технологического института разработали систему MOXIE (Mars OXygen In situ resource utilization Experiment), которая будет использоваться при полете на Марс в  2020 года. На реализацию этой миссии правительство США выделит $1,9 млрд.

Фото: ooiya.com"Когда мы отправим людей на Марс, нам необходимо обеспечить их безопасное возвращение, а для этого нужна ракета, которая поможет подняться с поверхности. На это уйдет одна из наибольших частей бюджета, выделенного на миссию. Если удастся научиться производить кислород прямо на Марсе, это снизит затраты минимум вдвое", - говорит Майкл Хехт из Массачусетского технологического института. 

Технология MOXIE основана на том, что марсианская атмосфера, хоть и является разреженной, на 96% состоит из углекислого газа, а значит, она может стать потенциальным источником кислорода для будущих исследований. Принцип действия установки MOXIE основан на реакции твердооксидного электролиза, при которой электричество используется для разделения углекислого газа на кислород и углерод. 

Еда из пинтера

Подсчитано, что для полета на Марс астронавты должны взять с собой около 10 тонн продовольствия. Но это количество можно существенно уменьшить, если использовать фотосинтезирующие бактерии. С их помощью экспедиция быстро наладит небольшое сельскохозяйственное производство, способное частично обеспечить людей растительной пищей.

Более простая технология получения продуктов питания - 3D печать, на которую возлагаются большие надежды. В конце ноября этого года представители космического агентства NASA успешно испытали на МКС новый пищевой принтер 3D Print project от компании Made in Space.

Фото: techlife.net

Уже в 2015 году планирует отправить на МКС 3D-принтер POP3D Европейское космическое агентство. POP3D использует для печати биоразлагаемые материалы и безвредный пластик.

На 3D принтерах можно будет также печатать жилье и все необходимые предметы обихода. По прибытии к месту назначения люди смогут синтезировать материал, из которого с помощью 3D печати воссоздадут все, что угодно. Таким образом существенно снизится массу грузов, которые необходимо будет доставлять в космос.

Астронавты не понадобятся

Будут печатать на трехмерных принтерах в условиях космоса не только все необходимое для человека, но и самого человека. Главный инженер проекта Curiosity в Лаборатории реактивных двигателей NASA Адам Штелцнер предположил, что первыми колонистами могут стать люди, напечатанные на 3D-принтерах. Можно заложить генетический код человека в геном бактерий и отправить их в космос для последующей печати. Ученые подтвердили практическую возможность встроить в ДНК микроорганизмов фрагменты человеческого генома. К тому же, как известно, бактерии прекрасно переносят космические полеты.

Фото: uamodna.com

Таким образом, микроорганизмы станут носителями информации, содержащей генетический код человека, подобно тому, как отправляют файлы через интернет. "На Земле мы уже смогли воссоздать ткани и органы человека, - говорит Штелцнер. - С развитием биоинженерии, генетики и 3D-печати создание живого организма на других планетах станет обычной практикой". Специалисты уверены, что использовать для колонизации других планет 3D-клонов куда безопаснее, чем организовывать космическое путешествие, исход которого на самом деле непредсказуем. 

Хотя все упомянутые технологии выглядят как идеи фантастических романов, они вполне реальны и базируются на уже существующих научных разработках. Именно такие разработки в ближайшем будущем сделают возможными не только длительные межпланетные пилотируемые полеты, но и основание на других планетах, в том числе на Марсе, обитаемых станций.