Реалистичная программа колонизации Марса без планов терраформирования.

[noxx77]

Ну да, по микроэлеметам проблема надумана - в общем грузообороте это мизер, да и с учётом рециклинга в БСЖО не вопрос. Кстати, к моменту запуска БСЖО, на базе накопится довольно прилично обеззараженных и обезвоженных биологических отходов. Прямо с запасом.

По макро у нас вода и диоксид углерода входят в цикл топлива, азот - побочный продукт его же. Кстати, а вот забавный вопрос: если у нас топливо в приоритете, то почему не воспользоваться ситуацией и не прилететь туда, где вода и углекислый газ уже есть в твёрдом состоянии: в полярные области. Правда, транспорт должен быть весьма специфичным и хорошо тепло изолировать от льда. Да и на движках не сядешь, пока площадку не подготовят. Либо искать поблизости от шапки ровное каменное основание.

[AlexAV]

А давайте без двойных стандартов?

Тут нет никаких двойных стандартов. Для того чтобы утверждать, что в архейском кристаллическом щите нет и не может быть нефти - не нужно его разбуривать квадратно-гнездовым методом с шагом один километр. Для того, чтобы говорить, что в массиве богатых громом и железом базальтов нет и не может быть урана тоже ничего бурить не надо. И т.д. Есть довольно жёсткие геохимические закономерности, которые определяют что может быть, а что не может быть в принципе. Информации для суждения такого рода в общем уже по Марсу достаточно много.

Если же нужно что-то добывать, то недостаточно знать что это тут в принципе есть, нужно знать точно где, точно в какой форме и точно как это извлечь.

Задача "сделать оценку потенциальных ресурсов" и "наладить добычу добычу в конкретной точке" просто разные и соответственно требуют разного набора информации.

Тут речь идет конечно о беспилотной высадке, техника для геологоразведки, добычи льда и переработки его в метан и кислород, вы эти детали знаете так что не буду повторяться.

Робот который сможет осуществить это - чрезвычайной сложная машина, которую вообще-то нужно ещё ещё разработать и построить. Уж никак не проще того же Сuriosity и уж точно не дешевле. Её на данный момент нет. Чтобы просто её разработать потребуется хорошо если десятилетие. Потом после первого же запуска неизбежно выяснится, что "гладко было на бумаге" (ситуация, когда не учитывают какого-то фактора, даже постфактум, казалось бы очевидного, вроде камней в грунте - скорее норма, чем исключение) и нужно дорабатывать. Далее - едва ли первый аппарат сразу найдёт то что нужно, скорее потребуется отправка нескольких, возможно даже нескольких десятков, аппаратов. Сюда добавляем, что окно для полёта на Марс у нас открывается приблизительно раз в 2 года.

Т.е. минимальный срок до пилотируемой миссии c ISRU, если начать прям сейчас, +10 лет на разработку разведочного робота и +2-3 года его его работы там (нужно дождаться окна, он должен прилететь и проработать какое-то время), +2 года (приблизительно) для доставку и тестирование роботизированного завода (нужно дождаться окна, он должен долететь, плюс нужно время для тестирования). Если первая конструкция робота-разведчика будет неудачной или он в первой же точке ничего не найдёт - срок соответственно затягивается. Учитывая всё это, даже если начать отработку миссии прямо завтра (а для этого кто-то должен выделить на это несколько десятков миллиардов долларов прямо сейчас, разработка сложной техники - это дорого), то всё равно раньше ~2035, даже при самом удачном стечение обстоятельств, туда никто не полетит. Реалистично - и ранее 2040. О чем собственно и речь. А учитывая, что никаких авральных работ по этому направлению явно не идёт - то совершенно точно минимальные сроки лежат ещё дальше. О чем собственно и речь.

По этому пункту вопрос в общем решаемый (по крайней мере теоретически), но требует много времени и очень больших финансовых ресурсов, исключающих его решение в обозримом будущем.

[Valerij56]

Остальных всяких микроэлементов нужно сколько (в хотя бы килограммах) на тонну продукции?

Бор (зерно) - 4,7 г/тонну
Бор (солома) - 8,5 г/тонну
Учитывая, что соотношение зерно солома приблизительно 1:2, то общее около 21,7 г/тонну полученного зерна.

   
Только это для сортов, предназначенных для посева на открытых полях. На вертикальных фермах будут короткостебельные сорта и гибриды, соломы у них меньше.

[AlexAV]

Это тоже уже рассмотрели. Воздушный обдув скафандра на площадке перед шлюзом (снаружи). Затем можно добавить "душ" в самом шлюзе, и хранение скафандров в отдельном помещении. Все решаемо.

Всё равно проникать будет, хотя бы в силу факторов сбоев в работе техники и человеческого раздолбайства.

А собрать солнечные лучи тупо зеркалами с бОльшей площади в мЕньшую, нам что, религия не позволит?

На самом деле сложная при реалистичной конструкции теплиц. Опять же масса подвижных зеркал - это масса механики, которая ломается и масса отражающих поверхностей с которых кто-тто должен хотя бы стирать пыль. Это всё дорого и трудозатратно.

Я уж молчу про искусственное освещение.

Энергетическая эффективность такого решения крайне низка, электричество откуда брать в таком количестве?

на 10-15 человек

Это база масштаба лежачей МКС или чуть больше. Это не поселение и не колония даже в первом приближении. И проблемы постоянного поселения и лежачей МКС разные и не стоит их смешивать.

[ort]

А давайте без двойных стандартов?

Тут нет никаких двойных стандартов. Для того чтобы утверждать, что в архейском кристаллическом щите нет и не может быть нефти - не нужно его разбуривать квадратно-гнездовым методом с шагом один километр. Для того, чтобы говорить, что в массиве богатых громом и железом базальтов нет и не может быть урана тоже ничего бурить не надо. И т.д. Есть довольно жёсткие геохимические закономерности, которые определяют что может быть, а что не может быть в принципе. Информации для суждения такого рода в общем уже по Марсу достаточно много.

На Марсе могут быть месторождения нефти. Особенно, если там присутствовала (присутствует) простейшая жизнь.

На Земле теория неорганического происхождения нефти возникла не просто так. Небольшие скопления нефти были обнаружены в магматических породах:

https://www.eruditcity.ru/539

В качестве основных аргументов для подкрепления неорганической теории происхождения нефти сторонники её приводят следующие факты.

1. Наличие месторождений нефти в кристаллических породах фундамента.

2. Нефтегазопроявления, нахождение углеводородов в продуктах деятельности вулканов, в космосе, «в трубках взрыва».

3. Факты получения углеводородов лабораторным путем, в условиях высоких температур и давлений (реакция Фишера-Тропша).

4. Присутствие углеводородных газов и жидких углеводородных флюидов в глубоких скважинах, вскрывших кристаллический фундамент (в Татарстане Миннибаевская и Новоелховская скважины, скважина Гравберг в Швеции и др.).

7. Связь нефтяных месторождений с глубинными разломами и т.д.

[Valerij56]

Такое бурение вполне возможно провести с удалением разрушенной породы шнеком. Надо заметить, что пенератор Insight работает на совершенно ином, и редко применяемом на Земле принципе. Разумеется, на фото КАМАЗ и буровая не автоматическая, и кассет со шнеками и другим буровым оборудованием нет - но принцип ясен. Естественная проблема в том, что такая буровая будет иметь массу всместе с шасси минимум 10-15 тонн, габариты КАМАЗа и потребляемую мощность киловатты минимум (плюс источник энергии). Дополнительный плюс - возможность использования такой буровой для сейсморазведке, хотя там такие глубокие скважины не нужны.

В своё время при работе над базой "Луна-семь" мы этот вопрос разбирали. (Я как раз был привлечен на общественных началах к поиску материалов для разработки концептов лунного "трактора"). Могу добавить следующее:
А) Необходимо шасси повышенной проходимости, со сменным оборудованием для пилотируемого и беспилотного вариантов на модульном принципе, вроде NASA'вского Desert RATS или использовавшегося у Бармина в проекте лунной базы, но помощнее.
Б) На беспилотном этапе можно использовать роботизированную мастерскую, где можно компоновать модули в нужную конфигурацию для разных работ, включая исследовательские и строительные.

   
А) Грузоподъёмность и размеры грузового отсека позволяют привезти одним-двумя Starship большое количество оборудования, в том числе несколько специализированных роверов. С другой стороны у буровой будет много разнообразной работы, ей придется уходить в дальние рейды, причём иногда даже с поддержкой со стороны других роверов, например, для подзарядки для увеличения радиуса действия или создания солнечной фермы в месте добычи воды. Поэтому я считаю, что буровая должна быть специализированным ровером. Другое дело, что она должна быть приспособлена для разных работ, типа роботизированной геологоразведки с бурением и сохранением керна и доставки его на базу, и для бурения шурфов и постановки сейсмодатчиков и закладки зарядов.
   
Расширение возможностей автоматической буровой проще всего достигается сменой бурового инструмента. Для этого на ней должно быть несколько сменных секций с разным буровым оборудованием, например, с долотами разных типов и буровыми штангами разного диаметра, с обсадными трубами, и т.д. Вот роботизированная замена этих секций на базе, а, может быть, и пополнение их из транспортного контейнера, лишними точно не будут.
   
Впрочем, это не отменяет того, что лёгкая буровая установка (типа "перфоратор на станине", предназначенная для скважин небольшого диаметра и глубиной 1-2 метра без получения керна) может стоять на других специализированных роверах, например, для бурения неглубоких скважин и вворачивания в них винтовых свай-оснований, скажем, при строительстве солнечных ферм и разметке трасс.

[AlexAV]

О том что ваши предположения об отсутствии месторождений на Марсе, основаны на поверхностных данных, я уже говорил. О том что не надо недостаточность данных трактовать то так, то эдак, в зависимости от личного удобства, тоже сказал.

Нет. Если чего-то где-то действительно много, т.е. пласты толщиной десятки метров на площади тысячи квадратных километров, то это искать не надо, это будет видно буквально с орбиты.

В качестве примера:



Это Белогорье в Воронежской области, тот белый склон состоит из достаточно чистого известняка. И таких мест и структур на планете Земля множество. А теперь покажите нечто подобное на Марсе. Покажите скалы из чистого известняка, покажите многокилометровые  низменности покрытые слоем достаточно чистого хлорида натрия, покажите дюны из чистого кварцевого песка. Если это всё есть - то это не нужно долго искать, будет видно буквально с орбиты.

Проблема, что всего этого нет.  Что в общем не удивительно. Там в амазонийской эре в принципе не было эффективных механизмов сепарации минералов, в нойскую что-то было, но видимо без биосферы всё равно эти механизмы работают не очень хорошо. По крайней мере, если достаточно чистый известняк на Земле довольно распространён, то на Марсе даже в озёрных отложениях нойской эры как максимум - какие-то мергели непонятного состава.

но, явно не всех.

Назовите хоть один материал, который исходя из известных геологических данных там можно производить если не дёшево, то по крайней мере без совсем тяжёлых извращений.

Не, ну парочку ещё назвать можно - водород (там теоретически есть один очень интересный способ, который кстати практически недоступен на Земле, на много дешевле, чем электролизом ), ну и железо (может быть, но полной уверенности нет, железа вроде бы и немало, но куда не ткни - главный железосодержащий материал это оливин, а работать с таким сырьём - уже извращение, для выплавки из него металла нужны скорее методы более характерные для металлургии цветных металлов). Что ещё? У меня фантазия закончилась. Приведите конкретные примеры.

[Rattus]

решения с одно- двухслойным обыкновенным стеклом теплиц представляется неудовлетворительной. Потери тепла через такой барьер будет огромными, а затраты на отопления станут неадекватными.

Только за счёт излучения? Или разве тщедушная марсианская атмосфера тоже способна внести вклад в теплоотдачу?

Обдувать скафандр перед возвращением в обитаемый контур - вариант, но надо его оборудовать соответственно. "На улице" это не сделаешь, каждый входящий колонист будет генерировать небольшую пылевую бурю. В шлюзе - тоже нельзя.

Мнэээ... Мы извиняюся, а давно известный внешнезакрепляемый скафандр без шлюза с люком на спине использовать какая религия запрещает? Понятно, что их тоже нужно обслуживать, но это - гораздо более редкие случаи.

[Андрей Астрофизический]

Для того чтобы утверждать, что в архейском кристаллическом щите нет и не может быть нефти - не нужно его разбуривать квадратно-гнездовым методом с шагом один километр. Для того, чтобы говорить, что в массиве богатых громом и железом базальтов нет и не может быть урана тоже ничего бурить не надо. И т.д. Есть довольно жёсткие геохимические закономерности, которые определяют что может быть, а что не может быть в принципе. Информации для суждения такого рода в общем уже по Марсу достаточно много.

Допустим. Приведите ваши обоснования, почему там не может быть удобоваримой железной руды? Почему там не может быть к примеру, месторождения гипса или мела. Простые, массово-полезные вещи, о невозможности нахождения которых вы так сокрушались.

Робот который сможет осуществить это - чрезвычайной сложная машина, которую вообще-то нужно ещё ещё разработать и построить. Уж никак не проще того же Сuriosity и уж точно не дешевле. Её на данный момент нет. Чтобы просто её разработать потребуется хорошо если десятилетие. Потом после первого же запуска неизбежно выяснится, что "гладко было на бумаге" (ситуация, когда не учитывают какого-то фактора, даже постфактум, казалось бы очевидного, вроде камней в грунте - скорее норма, чем исключение) и нужно дорабатывать. Далее - едва ли первый аппарат сразу найдёт то что нужно, скорее потребуется отправка нескольких, возможно даже нескольких десятков, аппаратов. Сюда добавляем, что окно для полёта на Марс у нас открывается приблизительно раз в 2 года.

Т.е. минимальный срок до пилотируемой миссии c ISRU, если начать прям сейчас, +10 лет на разработку разведочного робота и +2-3 года его его работы там (нужно дождаться окна, он должен прилететь и проработать какое-то время), +2 года (приблизительно) для доставку и тестирование роботизированного завода (нужно дождаться окна, он должен долететь, плюс нужно время для тестирования). Если первая конструкция робота-разведчика будет неудачной или он в первой же точке ничего не найдёт - срок соответственно затягивается.

Тут я в целом согласен, примерно так все и будет, и маловероятно что после первой беспилотной посадки старшипа на Марсе, прям сразу с-первой-попытки получится наладить производство топлива. Это - маловероятно.
Но и ваши оценки сроков и стоимостей мне кажутся завышенными. Вы не учитываете ряд фактов. Удешевление доставки грузов и улучшение автономности роботизированной техники например. Я думаю, что после второго или третьего рейса грузовых старшипов, производство топлива заработает в приемлемом режиме.

Это база масштаба лежачей МКС или чуть больше. Это не поселение и не колония даже в первом приближении. И проблемы постоянного поселения и лежачей МКС разные и не стоит их смешивать.

Я вам говорил о том же, что не стоит их смешивать.
Сначала база - необитаемая. Затем обитаемая. Затем колония.
Вы считаете, что если лететь на Марс, то обязательно не менее 1000 чел. в первый рейс? А я думаю, в первый пилотируемый столько не надо.

[Андрей Астрофизический]

Это Белогорье в Воронежской области, тот белый склон состоит из достаточно чистого известняка. И таких мест и структур на планете Земля множество. А теперь покажите нечто подобное на Марсе. Покажите скалы из чистого известняка, покажите многокилометровые  низменности покрытые слоем достаточно чистого хлорида натрия, покажите дюны из чистого кварцевого песка. Если это всё есть - то это не нужно долго искать, будет видно буквально с орбиты.

Я уже выше писал про различия эрозионных процессов Земли и Марса.
то что вы показываете на фото - результат гидро-эрозии пласта известняка. Река его подмыла, склон обнажился, потому его и видно. На Марсе нет такого механизма.
На марсе есть перенос поверхностных минералов глобальными пылевыми бурями. На Земле нет такого механизма в глобальном масштабе.
Т.е. то что вы показали неприменимо к Марсу. Там другие условия. В результате пылевых бурь все месторождения скрываются под слоем пыли и наносных отложений. Поэтому с орбиты и нельзя ничего найти.

[Valerij56]

Рецикля извлекаемые элементы из сточных вод и соломы.

Тогда это должна быть не гидропоника, а классическая теплица с грунтом. Иначе никакого рециклинга не получится. Т.е. извлечь из этих отходов калий и фосфор ещё можно (но довольно дорого), а вот микроэлементы - практически безнадёжно. Попросту извлечения грамма молибдена из канализационного стока потребует человеческого труда, энергии и реактивов не сильно меньше, чем тратила Мария Кюри на извлечение грамма радия, концентрация слишком низкая.

Собственно с гидропоникой в том и проблема, что рециклить элементы питания растений в этом случае сложно, а полностью (т.е. включая микроэлементы) вообще практически невозможно.  Рециклить технически реально только с полем/грядкой теплицы с почвой, просто запахивая туда всю субстанцию, а растения пусть сами разбирают где там что, и только так.

   
Можно и так, начав с гидропоники и специально подготовленного марсианского грунта, постепенно добавляя в него растиельный компост, через некоторое время получить вполне полноценную почву.

[Андрей Астрофизический]

Мы извиняюся, а давно известный внешнезакрепляемый скафандр без шлюза с люком на спине использовать какая религия запрещает? Понятно, что их тоже нужно обслуживать, но это - гораздо более редкие случаи.

Да никакая не запрещает, это тоже вполне годный вариант.

[Кремальера]

Если это всё есть - то это не нужно долго искать, будет видно буквально с орбиты.

Вы уверены что Воронежские скалы видны с орбиты?Какими инструментами?С какой высоты?Имеются ли такие инструменты на схожей по высоте марсианской орбите?И не надо забывать Марс очень запыленное место,гораздо более пыльное чем Земля.

Это база масштаба лежачей МКС или чуть больше.

Техническая сложность поверхностной марсианской базы в разы ниже сложности МКС.

Для того, чтобы говорить, что в массиве богатых громом и железом базальтов нет и не может быть урана тоже ничего бурить не надо. И т.д. Есть довольно жёсткие геохимические закономерности, которые определяют что может быть, а что не может быть в принципе. Информации для суждения такого рода в общем уже по Марсу достаточно много.

Информации много,ну а толку то?О том что эта информация может ничего не стоить очень явно показал пример Ультима Туле-этого Франкенштейна  солнечной системы.Никто точно не знает что происходило при поздней аккреции с Марсом.Может в южное полушарие въехал кусочек прото-Меркурия в триллион тонн,богатый ураном.

кто-то должен выделить на это несколько десятков миллиардов долларов прямо сейчас, разработка сложной техники - это дорого), то всё равно раньше ~2035, даже при самом удачном стечение обстоятельств, туда никто не полетит. Реалистично - и ранее 2040.

Так и запишем.При том что сам бур говорит о первых людях на Марсе "через 7-8 лет",ну более реалистично,думаю, в синод 28-ого года.

[AlexAV]

почему там не может быть удобоваримой железной руды?

Большая часть качественных земных руд (железистые кварциты) - биогенная. Думаю не нужно объяснять почему их образование на Марсе невозможно - там никогда не было своего протерозоя.

Железные руды на Марсе конечно будут, просто кларк железа там очень большой, а значит где-то его скопления будут. Вот только скорее магматического происхождения, скажем каких-нибудь ильменитом. Беда что такие руды считаются предельно низкокачественными и малопригодными для промышленного производства железа (прежде всего из-за высокого содержания тугоплавких оксидов, таких как оксиды магния или титана, которые делают свойства шлака совершенно неудобоваримым).

В небольших количествах там могут быть гематиты и магнетиты, осаждаемые из водного раствора древних озёр. Но только в озерных отложениях нойской эры и скорее всего немного.

или мела

Мел - чисто биогенная порода. На Марсе его не может быть так как там не было своего фанерозоя. Тут всё просто.

месторождения гипса

Гипс теоретически может быть, но только в озёрных отложениях нойской и гесперийской эры. Это довольно типичный эвапорит. Другой вопрос что по сравнению с Землей его будет мало. Солёные озера нойской и гесперийской эры всё же ни по объёму, ни по длительности существования с земным океаном и близко не лежали. Один высохший Тетис наверно оставил больше эвапоритов, чем образовалось на Марсе за всю его геологическую историю.

[AlexAV]

Вы уверены что Воронежские скалы видны с орбиты?

Это структура километров в сто в длину и несколько десятков в ширину. И на всём её протяжение меловые отложения выходят прямо на поверхность. На аэрофотосъёмке или спутниковых снимках метрового разрешения видна будет более чем.

Кстати, вот спутниковый снимок с Яндекс-карты из того региона. Белое видите - это оно самое, выходы известняка на поверхность. Как можете убедится - прекрасно видно.

[AlexAV]

На марсе есть перенос поверхностных минералов глобальными пылевыми бурями.

Там полно участков, где горные породы выходят на поверхность и не покрыты пылью. Это не аргумент.

[Valerij56]

Если же нужно что-то добывать, то недостаточно знать что это тут в принципе есть, нужно знать точно где, точно в какой форме и точно как это извлечь.

Задача "сделать оценку потенциальных ресурсов" и "наладить добычу добычу в конкретной точке" просто разные и соответственно требуют разного набора информации.

   
Абсолютно согласен. Тем более непонятно, почему вы напираете на "робота" , единственного, универсального и уникального.
   

Тут речь идет конечно о беспилотной высадке, техника для геологоразведки, добычи льда и переработки его в метан и кислород, вы эти детали знаете так что не буду повторяться.

Робот который сможет осуществить это - чрезвычайной сложная машина, которую вообще-то нужно ещё ещё разработать и построить. Уж никак не проще того же Сuriosity и уж точно не дешевле. Её на данный момент нет. Чтобы просто её разработать потребуется хорошо если десятилетие. Потом после первого же запуска неизбежно выяснится, что "гладко было на бумаге" (ситуация, когда не учитывают какого-то фактора, даже постфактум, казалось бы очевидного, вроде камней в грунте - скорее норма, чем исключение) и нужно дорабатывать. Далее - едва ли первый аппарат сразу найдёт то что нужно, скорее потребуется отправка нескольких, возможно даже нескольких десятков, аппаратов. Сюда добавляем, что окно для полёта на Марс у нас открывается приблизительно раз в 2 года.

   
Стоп, а почему опять речь заходит о "роботе"? Сколько раз можно говорить, что разведкой территории, добычей сырья и производством топлива будет заниматься большой и разнообразный комплекс? Разница принципиальная. Например, завод по производству топлива включает в себя насосы, которые будут собирать марсианскую атмосферу и сжимать её до давления в несколько кг/см2. Что в них такого непонятного, почему они не могут быть собраны и испытаны на Земле? Следующий этап - разделение газов - полный аналог серийно производимой газоразделительной станции, основанной на мембранах, с учётом большей концентрации углекислого газа и большей производительности его секции, с исключением кислородной секции. Затем - реактор для реакции Сабатье, газоразделение и ожижение - тоже вполне стандартное оборудование, которое можно отработать на Земле. Есть проблемы со сбросом тепла с системы ожижения, потребуется большая площадь радиаторов. Если бы это зависело от меня, то я бы смонтировал развёртываемые радиаторы за большими люками на Starship, какой вариант используют в SpaceX - посмотрим.
   
Есть проблема с добычей воды, но ничто не мешает направить на Луну несколько разных аппаратов, и посмотреть, какой больше подходит в конкретных условиях.
   

Т.е. минимальный срок до пилотируемой миссии c ISRU, если начать прям сейчас, +10 лет на разработку разведочного робота и +2-3 года его его работы там (нужно дождаться окна, он должен прилететь и проработать какое-то время), +2 года (приблизительно) для доставку и тестирование роботизированного завода (нужно дождаться окна, он должен долететь, плюс нужно время для тестирования).

   
Только надо учесть, что некоторые программы по ISRU запущены ещё в девяностые, так что сейчас у некоторых готовы чертежи. А вот на счёт тестирования роботизированного завода я согласен. Только вот пробемы вряд ли будут выражаться в полном отказе от работы, скорее будет снижение выработки. И вот здесь несколько вариантов добычи, каждый с недостаточной выработкой, вместе могут добыть вполне достаточно воды. А в следующий раз прилетит оборудование наиболее эффективных вариантов, доработанное с учётом эксплуатации первого варианта.
   
И при этом, одновременно с производством топлива, будет продолжаться поиск ресурсов и разведка наиболее перспективных мест для колонии.
   

Если первая конструкция робота-разведчика будет неудачной или он в первой же точке ничего не найдёт - срок соответственно затягивается. Учитывая всё это, даже если начать отработку миссии прямо завтра (а для этого кто-то должен выделить на это несколько десятков миллиардов долларов прямо сейчас, разработка сложной техники - это дорого), то всё равно раньше ~2035, даже при самом удачном стечение обстоятельств, туда никто не полетит. Реалистично - и ранее 2040. О чем собственно и речь. А учитывая, что никаких авральных работ по этому направлению явно не идёт - то совершенно точно минимальные сроки лежат ещё дальше. О чем собственно и речь.

По этому пункту вопрос в общем решаемый (по крайней мере теоретически), но требует много времени и очень больших финансовых ресурсов, исключающих его решение в обозримом будущем.

   
Как показал Mars Workshop, есть много частных фирм, которые заинтересованы в развитии индустрии освоения Солнечной Системы. Ключевые политические решения уже приняты, поэтому, например, Катерпиллер может построить тяжёлый ровер, который будет расчищать и размечать грунтовые дороги, мостить некоторые участки и сооружать подпорные стенки - а потом собирать плату с проезжающих по этим дорогам. Тошиба может построить не требующую обслуживания десятки лет ядерную станцию - и получать деньги с потребителей тепла и электричества, Тойота - пилотируемые и беспилотные роверы, на базе того, который она будет строить для НАСА и JAXA. Для каждой из этих фирм вложения составят сотни миллионов долларов за несколько лет. Спонсорство Формулы-1 за год стоит намного дороже, а здесь, кроме чисто рекламного результата, выход на абсолютно новые рынки.

[AlexAV]

Солнечные панели + топливная пара...

Накопление энергии в виде топливной пары - это крайне расточительный и неэффективный в энергетическом плане способ.

Цепочка:

электричество - H2 + O2 - CH4 + O2 - электричество

Имеет полную эффективность около 17%. Как экстренный вариант может быть годится, как базовый непригоден совершенно. Опять же солнечные панели при среднесуточной инсоляции менее 3 кВтч/м2... Для  лежачей МКС сходится, для любой производственной деятельности, где вопрос стоимости энергии нам не совсем безразличен - уже как-то не очень.

[Valerij56]

Это тоже уже рассмотрели. Воздушный обдув скафандра на площадке перед шлюзом (снаружи). Затем можно добавить "душ" в самом шлюзе, и хранение скафандров в отдельном помещении. Все решаемо.

Всё равно проникать будет, хотя бы в силу факторов сбоев в работе техники и человеческого раздолбайства.

   
Автоматических датчиков пыли и защиты от дурака, и фильтров в вентиляции никто не отменял. В принципе понятными техническими мерами можно свести занос пыли в помещения до минимума.
   

А собрать солнечные лучи тупо зеркалами с бОльшей площади в мЕньшую, нам что, религия не позволит?

На самом деле сложная при реалистичной конструкции теплиц. Опять же масса подвижных зеркал - это масса механики, которая ломается и масса отражающих поверхностей с которых кто-тто должен хотя бы стирать пыль. Это всё дорого и трудозатратно.

Я уж молчу про искусственное освещение.

Энергетическая эффективность такого решения крайне низка, электричество откуда брать в таком количестве?

   
Я думаю, что солнечные панели будут с автоматическим трекером. это недорогая игрушка, а панели, вероятно, будут "умные", будут "докладывать"  своём состоянии и корректировать режим работы. Вполне понятно, как можно снизить массу и транспортные габариты панелей, учитывая низкую гравитацию Марса и разряжённую атмосферу - а значит низкие аэродинамические нагрузки от ветра.
   

на 10-15 человек

Это база масштаба лежачей МКС или чуть больше. Это не поселение и не колония даже в первом приближении. И проблемы постоянного поселения и лежачей МКС разные и не стоит их смешивать.

   
Разумеется, но колонизация начнется именно с этого этапа. Сначала 10-15 человек, из которых 5 или 10 улетит ближайшим кораблём - но 5-10 останется на второй срок, и вот уже их 20-25 человек. И дальше примерно так же. Я бы, в качестве примера, взял "седых странников Австралии" https://pikabu.ru/story/kto_takie_sedyie_stranniki_avstralii_5535503, именно по такому принципу может формироваться из очень квалифицированных работников начальное население колонии. Естественно, кемпер им в данном случае не поможет, но это как раз вполне решаемая проблема.

[Valerij56]

Это Белогорье в Воронежской области, тот белый склон состоит из достаточно чистого известняка. И таких мест и структур на планете Земля множество. А теперь покажите нечто подобное на Марсе. Покажите скалы из чистого известняка, покажите многокилометровые  низменности покрытые слоем достаточно чистого хлорида натрия, покажите дюны из чистого кварцевого песка. Если это всё есть - то это не нужно долго искать, будет видно буквально с орбиты.

Проблема, что всего этого нет.  Что в общем не удивительно. Там в амазонийской эре в принципе не было эффективных механизмов сепарации минералов, в нойскую что-то было, но видимо без биосферы всё равно эти механизмы работают не очень хорошо. По крайней мере, если достаточно чистый известняк на Земле довольно распространён, то на Марсе даже в озёрных отложениях нойской эры как максимум - какие-то мергели непонятного состава.

   
Ну, вообще-то известняк - это останки известковых скелетов водорослей, поскольку на Марсе точно нет широко распространённой жизни, то и известняка не будет. Дюны из кварцевого песка - результат выветривания, дюны я бы искать не стал, а вот залежи кварца вполне возможны. И залежи каменной соли тоже вполне могут найтись под слоем реголита.
   

но, явно не всех.

Назовите хоть один материал, который исходя из известных геологических данных там можно производить если не дёшево, то по крайней мере без совсем тяжёлых извращений.

Не, ну парочку ещё назвать можно - водород (там теоретически есть один очень интересный способ, который кстати практически недоступен на Земле, на много дешевле, чем электролизом ), ну и железо (может быть, но полной уверенности нет, железа вроде бы и немало, но куда не ткни - главный железосодержащий материал это оливин, а работать с таким сырьём - уже извращение, для выплавки из него металла нужны скорее методы более характерные для металлургии цветных металлов). Что ещё? У меня фантазия закончилась. Приведите конкретные примеры.

   
Бетон с серой в качестве связующего, например. Базальтовое волокно, и продукцию на его основе - минеральную вату и ткань. Азот, необходимый как балластный газ в атмосфере станции, и как химическое сырьё. Предполагаю, что нетрадиционным для Земли, но экономически эффективным на Марсе способом можно будет производить перекисные материалы - а это расходные элементы в скафандрах и других портативных системах жизнеобеспечения. Серную  и сернистые кислоты, как сырьё для химического производства.
   
На самом деле намного больше, просто технологии для этого придётся применять непривычные для Земли.