Марсианские базы и поселения

Марсианские базы и поселения

Можно предположить, что при освоении Марса потребуется два типа ТБС-поселений — базовые поселения и исследовательские поселки. На первом этапе также потребуются первичные базы. Задачи создания первичных марсианских баз, построения базовых поселений и исследовательских поселков сильно различны между собой. Так, первичная марсианская база — это объект, который должен быть собран на месте высадки из привезенных с Земли блоков и материалов и обеспечить безопасную работу и жизнедеятельность первых партий поселенцев Марса. Базовые же поселения — это уже капитальные постройки, которые должны быть созданы с применением местных строительных материалов и призваны служить домом для поколений населения Марса. Исследовательские поселки — это передвижные временные поселения, задачей которых является проведение разведки и различных исследований.

Из разницы задач вытекает и разница в предъявляемых к этим классам объектов требований.

Первичная марсианская база должна отвечать следующим требованиям:

— простота и скорость сборки из готовых блоков и материалов,

— стопроцентная эффективность использования площадей (ничего лишнего);

— возможность разборки и перенесения базы на новое место;

— замкнутый цикл жизнеобеспечения;

— возможность развертывания систем частичного самообеспечения.

Базовые поселения (сеть базовых поселений) должны отвечать следующим требованиям:

— полное самообеспечение при замкнутом цикле жизнеобеспечения;

— наличие рядом с каждым из поселений месторождений каких-либо полезных ископаемых;

— наличие предприятий добычи и переработки этих полезных ископаемых;

— наличие внутреннего транспорта и транспорта, связывающего поселение с другими подобными;

— эффективное использование площадей, предполагающее, однако же, при этом и достаточную комфортность среды обитания;

— полная защита от радиации и других вредных факторов, безопасность среды обитания.

Исследовательский поселок должен отвечать следующим требованиям:

— мобильность, возможность быстрого перемещения с одного места на другое;

— наиболее возможная защита от радиации и других вредных факторов;

— замкнутый цикл жизнеобеспечения;

— наличие всей необходимой исследовательской аппаратуры, нужных инструментов и приборов, лабораторного оборудования и достаточных для проведения исследований помещений.

Начало колонизации Марса предполагает долгое предварительное изучение планеты автоматическими межпланетными станциями (АМС). Прежде чем на Марс отправятся люди, необходимо получить гораздо более полное представление о планете и об ее ресурсах, чем имеется на настоящее время. Постройке баз должны будут предшествовать разведочные экспедиции АМС, желательно с роботами-марсоходами, которые осуществят осмотр наиболее подходящих, выбранных заранее мест и снимут необходимые для привязки базы к местности замеры. Использовать для этих целей экспедиции с людьми нецелесообразно в силу их огромной затратности и большого риска. Из нескольких мест, проверка которых была проведена роботами, будут выбраны наиболее перспективные.

Одной из проблем строительства марсианских поселений станет тот факт, что наиболее пригодным для обитания районом является экватор с его более теплым климатом и гораздо более разнообразным — а следовательно, и более привлекательным с геологической и промышленной точки зрения рельефом, однако признаков больших количеств воды там пока не обнаружено. Полагают, что грунт в умеренных и экваториальных широтах, между параллелями 60 град. значительно прогревается и лед там отсутствует в слое толщиной от нескольких десятков до 300–400 м. (при этом на данный момент нет доказательств, что он имеется там вообще даже на больших глубинах). Поэтому, возможно, что если лед или другие источники воды (к примеру, гидраты солей) в более умеренных широтах не будут обнаружены, то придется строить как минимум одну базу в высоких широтах исключительно для решения задачи обеспечения водой главного района развития. При этом придется решать также проблему доставки этой самой воды в основной район развития, расположение которого естественно предположить в экваториальной местности. Задачу такой доставки нельзя назвать простой, т. к. применение на Марсе авиации труднопредставимо, прокладка же дорог или трубопроводов на большие расстояния в условиях неизученной и враждебной человеку планеты — задача не для начальных этапов колонизации. Подходящим средством для решения этой проблемы на первых порах представляется ракетный способ. Предполагая необходимость создания сети исследовательских баз, нужно представлять, что в любом случае придется решать проблему их сообщения между собой, а это, ввиду достаточно большой удаленности друг от друга, требует применения именно ракетного транспорта. В качестве такового возможно использование аппарата небольших габаритов и небольшой грузоподъемности, работающего на кислород-водородном топливе местного производства, получаемого электролизом все той же воды. В дальнейшем, при развитии на Марсе соответствующей инфрастуктуры, эта проблема должна быть решена другим способом — прокладкой дорог и (или) трубопроводов.

Таким образом, одной из главнейших задач первого этапа является нахождение залежей льда или гидратов солей как можно ближе к центральному району развития, а второго этапа — построение производства по добыче и переработке водяного сырья и налаживание пути доставки воды в центральный район развития.

Вообще, полагаю, что главными задачами первого этапа колонизации будут, прежде всего, геологическая разведка и поиск наиболее подходящих мест для основания поселений. При этом исследовательским поселкам отводится роль баз разведчиков. Сама же разведка должна осуществляться с помощью марсианских вездеходов, рассчитанных на длительное автономное существование вдали от баз и снабженных необходимым геологическим оборудованием, с экипажем, состоящим, как минимум, из двух человек.

Здесь стоит упомянуть о проблеме «инопланетного горючего», которая заключается в том, что на других планетах нет внешнего окислителя, такого как присутствующий в атмосфере нашей планеты кислород. В связи с этим энтузиастами изобретаются самые экзотические методы навроде применения на Марсе алюминиевого порошка, который будет гореть в атмосфере углекислого газа и давать таким вот нестандартным образом энергию для двигательной установки. Однако решение проблемы может быть гораздо более простым — всего-навсего придется возить с собой не только горючее, но и окислитель. В таком случае топливом может служить, к примеру, водород или, скажем, этиловый спирт либо другое подобное органическое вещество, что же до кислорода, то его в любом случае придется возить в баллонах в сжатом виде для дыхания, а, следовательно, технология такой перевозки будет достаточно отработанной. В любом случае этот способ лучше, чем возить с собой алюминиевый порошок.

Другое преимущество этого метода в том, что для его использования не придется разрабатывать двигатель новой системы — вполне подойдет обычный двигатель внутреннего сгорания. К тому же возможен сбор воды, получаемой в ходе сгорания вещества, используемого в качестве горючего.

Отмечу еще такой факт, говорящий в пользу спирта — это вещество может быть получено не только химическим синтезом, но и путем переработки растительной продукции. В ряде стран спирт, получаемый таким образом, уже в настоящее время применяется как горючее для транспортных средств.

На базе исследовательского поселка может быть размещено несколько таких вездеходов, также должна иметься ремонтная мастерская, диспетчерский пункт, осуществляющий контроль за действиями экспедиций и контакт с остальными базами, в том числе и центральной. В таком исследовательском поселке также должны быть: системы обеспечения жизнедеятельности и теплового режима, энергетические установки (работающая и как минимум одна дублирующая), жилые помещения, лаборатории, столовая и кухня, выходные шлюзы, ангары для техники и др.

В отличие от баз, поселения — это уже капитальные строения со своими добывающими и перерабатывающими предприятиями и производствами, которые обеспечивают население всем необходимым.

Марсианские ТБС-поселения подчиняются описанным выше принципам (см. часть 4 «Технобиосфера»), и при их создании будет применен опыт использования ТБС-поселений на Земле. Будут, конечно, и некоторые различия — к примеру, в целях радиационной безопасности поселения на Марсе должны быть заглублены в грунт.

Технология их постройки, по моему представлению, такова: после тщательного подбора места, в большом котловане (за основу которого может быть взято и какое-либо естественное углубление) строятся жилые и производственные здания, возводятся опоры. Далее на опоры (в качестве них используются также и несущие стены зданий) возводится крыша, которая впоследствии засыпается сверху слоем грунта. Таким образом, получаются рукотворные пещерные миры, причем высота пещер может составлять от 5–10 м (у стен) до 15–20 м в центре, что позволяет на сформированной из измельченного местного грунта, удобрений и остатков жизнедеятельности людей и животных земле посадить различные растения. Энергия для роста растений и освещения поселений будет поступать от размещенных под потолком светильников. Климат возможно будет регулировать с помощью нагревательных элементов, так что в таких мирах будет «вечное лето».

Для полива достаточно разместить под крышей соответствующие поливальные устройства, так что даже дождь будет там вполне земным. Таким образом, появляется возможность создания небольших рукотворных миров, т. е. как бы терраформирование в уменьшенном масштабе. Леса фруктовых деревьев, поля, озера и даже небольшие речки — все это вполне может стать элементами пейзажей марсианских поселений. Производства, способные загрязнять эту рукотворную среду обитания, должны быть размещены вне ее, и к ним, а также к другим подземным секциям поселения и к другим поселениям должны быть проложены соответствующие коммуникации.

Таким образом будут сформированы жилые зоны будущих поселений. Основная часть сельскохозяйственной продукции, как и в описанных выше земных ТБС-поселениях, будет выращиваться в секторах сельскохозяйственного производства, где будут обеспечены лучшие результаты. Но, тем не менее, некоторая ее часть, как я полагаю, будет производиться и на таких вот плантациях «под открытым небом», которые, кроме производства продукции, будут еще и украшать собой подземные миры, делая обитание в них людей более комфортным.

Говоря о формировании искусственного ландшафта, нельзя не упомянуть о неудаче проекта «Биосфера-2», которая может быть выставлена как противоречие высказанным мною предложениям. Я считаю, что такое противоречие будет неправомерно, так как при проектировании «Биосферы» ставились совершенно иные задачи, вследствие чего «биосферщики» попытались механически перенести всю природную среду, что совершенно ни к чему делать в данном случае. Кроме того, совершенно необязательно пытаться решить все проблемы только лишь насаждением растений — поддержание кислородного баланса возможно и необходимо производить сочетанием одновременно нескольких методов: природным (с помощью флоры поселения), водорослевым (наработанные методики очистки воздуха с помощью водорослей уже имеются), химическим — связывание антропогенных токсинов с помощью различных фильтров и абсорбентов, и т. п.

(О создании подходящей для жизни людей атмосферы я попытался немного порассуждать в главе «Формирование воздушной среды в марсианской ТБС»).