Как мы будем жить на Марсе

Поиск воды на Марсе пока что не кажется сложной задачей, но вот превратить лед в жидкость первым поселенцам будет очень нелегко – прежде всего потому, что это потребует огромных затрат энергии и человеческого труда. Большая часть добытой воды, скорее всего, окажется льдом, смешанным с реголитом. То есть это будет вечная мерзлота, которую без отбойного молотка не победить. И даже после этого для получения жидкой воды могут потребоваться горнорудные технологии и соответствующая мощная техника, пожирающая огромное количество топлива. Так что первым колонистам очень повезет, если они найдут озерцо чистого льда.

Лучший из всех возможных сценариев – это такой, в котором переселенцы находят жидкую воду. Она вполне может скрываться в недрах планеты. Хотя по этому поводу существует множество спекуляций, реального положения дел никто не знает. Первые астронавты должны быть готовы бурить скважины (по крайней мере, на умеренную глубину) в надежде найти водоносный слой. Извлечь воду с поверхности Марса или из скважины – это, конечно, не такая хитрая штука, как ракеты, однако здесь потребуется специальное оборудование, в том числе печи и устройства для дистилляции (иначе в результате бурения вокруг скважин появятся ледяные горы из подземной воды, которая замерзнет в ту же секунду, как поднимется на поверхность).

Согласно одному из сценариев, первым колонистам придется вручную вырубать из поверхности блоки реголита, хотя впоследствии на грузовом корабле будут доставлены небольшие бульдозеры и грузовики, и это позволит увеличить объем работы, которую сможет выполнять каждый колонист. Смесь льда и реголита будут помещать в печи и нагревать, пока вода не превратится в пар, а затем дистиллировать и фильтровать ее до состояния питьевой. Придется разбираться с большим количеством отходов производства, и процесс потребует немало энергии – какой-то объем предоставят солнечные батареи, но, скорее всего, для основной части работы потребуется компактный ядерный реактор.

* * *

Готовые к использованию оборудование и материалы, доставленные с Земли, составят лишь очень малую часть того, что необходимо для жизни на Марсе в первые годы. Как и в случае с “Теслами” Илона Маска, каждый инструмент или устройство, которые будут использоваться на Красной планете, придется самым тщательным образом продумать. Нельзя, чтобы буровой мастер, занятый поиском воды под поверхностью, вдруг обнаружил, что мы не смогли предвидеть какую-то конкретную проблему – например, слой особо твердой породы, который не преодолеть без специальной буровой головки. Чтобы у выживания людей на Марсе была разумная вероятность, нужно предусмотреть все мыслимые обстоятельства.

Так что же нам делать, если все попытки первых астронавтов на Марсе добыть воду из реголита, найти скважину или вырубить блоки льда из поверхности самым жалким образом провалятся? На этот случай имеется хороший запасной план. Как показали запущенные NASA станции “Викинг” (Viking) – первые аппараты, успешно севшие на Марс в 1976 году, – атмосфера на Красной планете хоть и разреженная, но влажная, причем влажность порой достигает 100 %. В научной статье, опубликованной сотрудниками Вашингтонского университета в 1998 году, описывается устройство под названием WAVAR (Water Vapor Adsorption Reactor) – реактор для адсорбции водяного пара. Оно способно извлечь из марсианской атмосферы достаточно Н₂O для поддержания жизни человека. В работе отмечается, в частности, что “атмосфера Марса представляет собой наиболее очевидный глобальный источник воды на планете… Хотя атмосфера Марса чрезвычайно сухая по сравнению с земной, в среднем она насыщена максимально возможным количеством воды, и ночью относительная влажность может достигать 100 % на протяжении большей части года и на большинстве широт”.

В реакторе WAVAR используются адсорбирующие воду минералы под названием цеолиты. На земле они встречаются в природе в чистом виде и легко производятся в фабричных условиях (цеолиты, в частности, используют в промышленных установках по осушению воздуха: они поглощают содержащийся в нем водяной пар). Затем статья объясняет, каким простым может стать процесс добычи воды: “Марсианский воздух с помощью вентилятора засасывается в систему через пылевой фильтр. Отфильтрованная смесь газов проходит через слой адсорбента, где от смеси отделяется водяной пар. После того как слой достигает предельного насыщения, водяной пар десорбируется, конденсируется и поступает в резервуар. В конструкции всего семь узлов: фильтр, слой адсорбента, вентилятор, узел десорбции, поворотный механизм, конденсатор и система активного управления”.

Чтобы по возможности уменьшить массу реактора и его влияние на окружающую среду, устройство необходимо доставить на Марс и начать производить воду за два года до прибытия космонавтов.

Наверное, это уже очевидно, но стоит повторить еще раз: если на Марсе действительно есть вода, как мы предполагаем, то у человечества будут все шансы основать там постоянное поселение.