Исследователи объяснили, при каких условиях возможна колония на Марсе

Новое исследование показывает, как ученые в области данных рассматривают колонизацию Красной планеты. Согласно их выводам, для создания функциональной жизни на Марсе достаточно только 22 человека – при условии, что у них «правильные качества».

Что нужно для создания функциональной колонии на Марсе и ведения перспективной жизни? Эти вопросы появляются перед исследователями и энтузиастами астрономии с тех пор, как впервые появилась идея колонизации Марса.

Многие ученые уже считают доказанным, что Красная планета идеально подходит для жизни вдали от Земли. Так, у Марса есть большие запасы водяного льда, а также разреженная атмосфера, которая обеспечивает ограниченную защиту от солнечной и космической радиации. Кроме того, марсианский день длится примерно 24 часа, 39 минут и 35 секунд (на Земле — 23 часа, 56 минут и 4 секунды) и, благодаря наклону оси, как и на Земле, сезоны — хотя они почти вдвое длиннее.

Но как должны осуществляться поставки пищи и электроэнергии, кого можно привлечь к жизни на Марсе и какова должна быть цель? На эти вопросы в своем исследовании попытались ответить ученые под руководством Эдгара Аргуэльо, ученого по данным в Джордж Мейсонском университете (США). Для этого учёные, в частности, использовали так называемое агентное моделирование (ABM).

Таким образом исследователи моделируют пригодную для жизни людей среду на Марсе, основной деятельностью которой является добыча полезных ископаемых и отправка их на Землю.

Инфраструктура и электроснабжение

«Создание человеческой колонии на Марсе является сложнейшей технической проблемой», — утверждают ученые в своем исследовании. План моделирования начинается в тот момент, когда марсианская колония с соответствующими жилыми и экономическими зданиями уже построена. Точный вид этих построек исследователи не указывают.

Такие рассуждения уже высказывали учёные Бременского университета в рамках своего исследовательского проекта «Люди на Марсе». Они разработали концепцию космической станции, состоящую из нескольких цилиндрических модулей, содержащих помещения для сна, работы и отдыха, а также шлюзы.

Другим важным аспектом является доступ к источникам энергии, причем больший акцент делается на ядерной энергии, чем на солнечной. «Солнечная энергия ограничена количеством светлых часов, сезонными колебаниями и накоплением пыли на солнечных панелях. Мы решили смоделировать нашу колонию на основе ядерного генератора, который NASA развернула в 2011 году для марсохода Perseverance», – объясняют исследователи.

Таким образом, этот генератор должен обеспечить постоянное и жизненно необходимое электроснабжение населения Марса. Общий срок эксплуатации планируется не менее 14 лет – в семь раз длиннее, чем у марсохода Perseverance. По данным NASA, небольшие легкие реакторы расщепления могут обеспечивать до 10 киловатт электроэнергии, что достаточно для одновременного электроснабжения нескольких домохозяйств. К концу 2020-х годов NASA планирует доставить на Луну и опробовать одну из таких систем, работающих на низкообогащенном уране.

Такие сферы жизни, как утилизация отходов или переработка, пока остались вне этого исследования и должны быть более детально рассмотрены в будущих работах. Собственно строительство марсианской станции также не было предметом этого исследования.

Воздух, вода и еда

Эдгар Аргуэльо и его коллеги считают, что еще одним важным условием для функционирования общества является возможность жителей самостоятельно производить воздух и воду на месте. «Неприветливость марсианской среды требует, чтобы каждое поселение было в значительной степени самодостаточным. За исключением добычи некоторых основных минералов и воды колонисты будут зависеть от поставки с Земли и пополнения запасов с помощью технических средств», — объясняют исследователи.

Ресурсы и возможности, необходимые человеку в космосе, иллюстрируются опытом Международной космической станции (МКС). Так, NASA указывает, что один житель МКС в неделю потребляет 5,88 килограмма воздуха, 28 литров воды и 10,5 килограмма пищи. Поскольку убедительного способа производства товаров питания в невесомости еще не существует, исследователи исходят из того, что обитатели Марса поначалу будут зависеть от поставок пищи с Земли.

По предварительным оценкам внешние поставки продуктов питания могут осуществляться в среднем каждые шесть месяцев. Эта частота может изменяться, как и объем или масштаб поставок, если выращивание продуктов питания на Марсе будет успешным. В этих расчетах предусмотрены резервы на случай, если поставка не дойдет до места назначения.

Характер определяет успех

Исследователи под руководством Эдгара Аргуэльо также размышляли о том, какие типы личностей будут иметь наибольшие шансы на выживание в изолированной и враждебной среде Марса. Для этого они приняли во внимание исследования групп людей, таких как солдаты или арктические исследователи, часто работающие и живущие в экстремальных условиях. «Технический опыт, необходимый для длительной выживаемости во время подводных миссий, в сочетании с изоляцией и ее рисками, делает эти организации хорошими моделями», – пишут исследователи.

Но ментальное настроение тоже кажется важным фактором. «Такие черты как сильная мотивация к достижению результатов и межличностная ориентация были связаны с лучшим управлением миссиями. В другом исследовании оптимизм и юмор были основными стратегиями адаптации экипажа», – утверждают Эдгар Аргуэльо и его коллеги.

Затем исследователи изучили, какой тип характера имеет самые большие шансы на выживание. Результат был однозначным: во всех испытаниях только доброжелательные люди выжили в течение тестового периода, который длился более 28 лет, благодаря своей адаптивности и положительной натуре. Зато невротические люди терпели неудачи гораздо легче.

Достаточно 22 человека

Ученые также подсчитали, сколько людей необходимо для функционирования колонии на Марсе. Важным фактором является то, что жители работают вместе и имеют, по крайней мере, два навыка. Исследователи не уточняют, какие именно навыки необходимы.

При условии, что все типы характеров представлены примерно равномерно, для поддержки колонии достаточно 22 человек. Конечно, население может ненадолго уменьшиться до менее десяти человек, но это не должно повторяться в течение 1,5 года.

По мнению ученых, в будущих исследованиях можно будет рассмотреть, как изменились бы исходная ситуация и уровень успешности, если бы население состояло исключительно из дружелюбных и коммуникабельных людей.

Критика этого расчета была высказана французским космическим исследователем Жаном-Марком Салотти в интервью Live Science: "22 человека недостаточно для создания и поддержки полноценной и автономной колонии на Марсе". По мнению Салотти, нужно по меньшей мере 110 человек, то есть в пять раз больше. «Для строительства и удержания автономной колонии на Марсе нужно больше людей с более широким спектром знаний и навыков, чтобы решать сложные задачи», – объясняет Жан-Марк Салотти.

Хотя идея учитывать типы личности очень хороша, простой спор или конфликт в колонии уже может привести к катастрофе. Кроме того, если на Марсе должно быть создано долгосрочное население, то колония нуждается в гораздо более широком генетическом резерве. Иначе близкое родство приведет к болезням или физическим и умственным порокам, что еще больше ослабит население Марса.