Дослідники пояснили, за яких умов можлива колонія на Марсі

Нове дослідження показує, як вчені в галузі даних розглядають колонізацію Червоної планети. Згідно з їхніми висновками, для створення функціонального життя на Марсі достатньо лише 22 особи – за умови, що вони мають «правильні якості».

Що потрібно для створення функціональної колонії на Марсі та ведення там перспективного життя? Ці питання постають перед дослідниками та ентузіастами астрономії з того часу, як вперше з'явилася ідея колонізації Марса.

Багато вчених вже вважають доведеним, що Червона планета ідеально підходить для життя далеко від Землі. Так, Марс має великі запаси водяного льоду, а також розріджену атмосферу, яка забезпечує обмежений захист від сонячної та космічної радіації. Крім того, марсіанський день триває приблизно 24 години, 39 хвилин і 35 секунд (на Землі — 23 години, 56 хвилин і 4 секунди) і, завдяки нахилу осі, як і на Землі, має сезони — хоча вони майже вдвічі довші.

Але як має здійснюватися постачання їжі та електроенергії, кого можна залучити до життя на Марсі та яка має бути мета? На ці питання у своєму дослідженні спробували відповісти вчені під керівництвом Едгара Аргуельо, науковця з даних у Джордж Мейсонському університеті (США). Для цього вчені, зокрема, використовували так зване агентне моделювання (ABM).

Таким чином дослідники моделюють придатне для життя людей середовище на Марсі, основною діяльністю якого є видобуток корисних копалин і відправка їх на Землю.

Інфраструктура та електропостачання

«Створення людської колонії на Марсі є надзвичайно складною технічною проблемою», — стверджують вчені у своєму дослідженні. «План моделювання» починається в той момент, коли марсіанська колонія з відповідними житловими та економічними будівлями вже побудована. Точний вигляд цих споруд дослідники не вказують.

Такі міркування вже висловлювали вчені Бременського університету в рамках свого дослідницького проєкту «Люди на Марсі». Вони розробили концепцію космічної станції, що складається з декількох циліндричних модулів, які містять приміщення для сну, роботи та відпочинку, а також шлюзи.

Іншим важливим аспектом є доступ до джерел енергії, причому більший акцент робиться на ядерній енергії, ніж на сонячній. «Сонячна енергія обмежена кількістю світлих годин, сезонними коливаннями та накопиченням пилу на сонячних панелях. Ми вирішили змоделювати нашу колонію на основі ядерного генератора, який NASA розгорнула в 2011 році для марсохода Perseverance», – пояснюють дослідники.

Таким чином, цей генератор повинен забезпечити постійне та життєво необхідне електропостачання для населення Марса. Загальний термін експлуатації планується не менше 14 років – у сім разів довше, ніж у марсохода Perseverance. За даними NASA, невеликі легкі реактори розщеплення можуть забезпечувати до 10 кіловат електроенергії, що достатньо для одночасного електропостачання декількох домогосподарств. До кінця 2020-х років NASA планує доставити на Місяць і випробувати одну з таких систем, що працює на низькозбагаченому урані.

Такі сфери життя, як утилізація відходів або переробка, поки що залишилися поза межами цього дослідження і повинні бути більш детально розглянуті в майбутніх роботах. Власне будівництво марсіанської станції також не було предметом цього дослідження.

Повітря, вода та їжа

Едгар Аргуельо та його колеги вважають, що ще однією важливою умовою для функціонування суспільства є можливість мешканців самостійно виробляти повітря та воду на місці. «Непривітність марсіанського середовища вимагає, щоб кожне поселення було в значній мірі самодостатнім. За винятком видобутку деяких основних мінералів і води, колоністи будуть залежати від постачання з Землі та поповнення запасів за допомогою технічних засобів», — пояснюють дослідники.

Ресурси та можливості, необхідні людині в космосі, ілюструються досвідом Міжнародної космічної станції (МКС). Так, NASA вказує, що один мешканець МКС за тиждень споживає 5,88 кілограма повітря, 28 літрів води та 10,5 кілограма їжі. Оскільки переконливого методу виробництва продуктів харчування в невагомості ще не існує, дослідники виходять з того, що мешканці Марса спочатку будуть залежати від поставок їжі з Землі.

За попередніми оцінками, зовнішні поставки продуктів харчування можуть здійснюватися в середньому кожні шість місяців. Ця частота може змінюватися, як і обсяг або масштаб поставок, якщо вирощування продуктів харчування на Марсі буде успішним. У цих розрахунках передбачені резерви на випадок, якщо поставка не надійде до місця призначення.

Характер визначає успіх

Дослідники під керівництвом Едгара Аргуельо також розмірковували над тим, які типи особистостей матимуть найбільші шанси на виживання в ізольованому та ворожому середовищі Марса. Для цього вони взяли до уваги дослідження груп людей, таких як солдати або арктичні дослідники, які часто працюють і живуть в екстремальних умовах. «Технічний досвід, необхідний для тривалого виживання під час підводних місій, у поєднанні з ізоляцією та її ризиками, робить ці організації хорошими моделями», – пишуть дослідники.

Але ментальний настрій також здається важливим фактором. «Такі риси, як сильна мотивація до досягнення результатів та міжособистісна орієнтація, були пов'язані з кращим управлінням місіями. В іншому дослідженні оптимізм і гумор були основними стратегіями адаптації екіпажу», — стверджують Едгар Аргуельо та його колеги.

Потім дослідники вивчили, який тип характеру має найбільші шанси на виживання. Результат був однозначним: у всіх випробуваннях тільки доброзичливі люди вижили протягом тестового періоду, що тривав понад 28 років, завдяки своїй адаптивності та позитивній натурі. Натомість невротичні люди зазнавали невдач набагато легше.

Достатньо 22 особи

Вчені також підрахували, скільки людей потрібно для функціонування колонії на Марсі. Важливим фактором є те, що мешканці працюють разом і мають принаймні дві навички. Дослідники не уточнюють, які саме навички необхідні.

За умови, що всі типи характерів представлені приблизно рівномірно, для підтримки колонії достатньо 22 особи. Звичайно, населення може ненадовго зменшитися до менше ніж десяти осіб, але це не повинно повторюватися протягом 1,5 року.

На думку вчених, у майбутніх дослідженнях можна буде розглянути, як змінилися б вихідна ситуація та рівень успішності, якби населення складалося виключно з доброзичливих та комунікабельних людей.

Критика цього розрахунку була висловлена французьким космічним дослідником Жаном-Марком Салотті в інтерв'ю Live Science: «22 людини недостатньо для створення та підтримки повноцінної та автономної колонії на Марсі». На думку Салотті, потрібно щонайменше 110 осіб, тобто вп'ятеро більше. «Для будівництва та утримання автономної колонії на Марсі потрібно більше людей з ширшим спектром знань і навичок, щоб вирішувати складні завдання», — пояснює Жан-Марк Салотті.

Хоча ідея враховувати типи особистості є дуже хорошою, проста суперечка або конфлікт у колонії вже може призвести до катастрофи. Крім того, якщо на Марсі має бути створено довгострокове населення, то колонія потребує набагато ширшого генетичного резерву. Інакше близьке споріднення призведе до хвороб або фізичних та розумових вад, що ще більше послабить населення Марса.