Может сформировать список из вех (с подпунктами) реалистичной программы колонизации (на основе уже обсуждённого) и закрепить пост? Было бы наглядно. А то, "монгольские набеги" скептиков на пару с фантазёрами портят тему.
Не из чего, нет тут их. Зато можно сформулировать список пунктов без внятных ответов на которые колонизацию Марса следует считать нереалистичной. А ответов как раз нет.
И так. Разобьём их на четыре категории: проблемы однократной миссии, проблемы постоянной базы, проблемы колонизации и проблемы долгосрочной устойчивости колонии.
Проблемы однократной миссии:1) Существующие проекты пилотируемой миссии строятся на концепции ISRU, однако для её реализации посадка на Марс должна быть совершена в точке удалённой на сравнительно небольшое расстояние от достоверно известного месторождения воды с известным геологическим строением и характеристиками. Только в этом случае такого рода миссия будет чем-то отличаться от изощрённого и крайне дорогого способа самоубийства.
При этом степень достоверности и детальности информации, которую можно получить с помощью косвенных методов категорически недостаточна. Т.е. «в этой области есть признаки проявления воды или льда, выявленные оптическими спутниковыми наблюдениями/радарными данными» - для этой задачи категорически мало. Нужно что-то вроде «на глубине 50 м лежит линза льда в матрице пористого песчаника проницаемостью около 0,1 дарси, перекрытое сверху глинами раннегесперийского возраста с незначительной проницаемостью и подстилаемое нойскими аргеллитами проницаемости 100 мкдарси, выявленные запасы по категории А — 10 тыс. м3, оценка запасов А+B+С1 + С2 по данным сейсморазведки 10 млн. м3». Лишь после того, как такая геологическая информацию будет получена можно говорить об отправки пилотируемой миссии с использованием ISRU.
Проблема состоит в том, что ни один из существующих или планируемых в ближайшее десятилетние автоматических аппаратов получить такую информацию не способен в принципе. Более того, очевидно, что разработка системы которая данную задачу вообще способен решить — задача крайне нетривиальная и находящаяся на гране возможности современной техники (тут стоит вспомнить, что просто погрузить пенетратор в грунт в автоматическом режиме оказалось задачей не очень тривиальной, как показал опыт Insight). Как минимум её решение потребует очень серьёзных затрат и много времени.
2) Нет решения энергообеспечения миссии на поверхности Марса. Использование солнечных элементов здесь не представляется удовлетворительным решением из-за сильного падения инсоляции в период пылевых бурь, длительность которых может быть слишком велика, чтобы компенсировать этот провал с помощью аккумуляторов. Проблема может быть решена путём создания специального ядерного реактора, однако его сейчас нет и каких-то серьёзных работ по нему не ведётся. В любом случае разработка (и испытания на ресурс) такого реактора потребует довольно много времени и финансов.
Эти два обстоятельства практически исключают пилотируемую миссию на Марс как минимум в ближайшие 20 лет, хотя в более отдалённой перспективе они конечно преодолимы и исключать однократной миссии тут нельзя.
Организация постоянной базы (вроде лежачей МКС):3) Тут добавляется ещё одна проблема, которую кажется склонны недооценивать. Геохимические данные говорят, что марсианский грунт весьма богат хромом. Учитывая что верхний слой грунта там находится в гиперокислительных условиях (на что указывает высокое содержание перхлоратов и пероксидов), то он гарантированно содержит значительные концентрации хрома (VI), который высокотоксичен и является довольно сильным канцерогеном. Контакт с марсианским грунтом и пылью будет достаточно быстро приближать обитателей этой базы к могиле. Понятно, что специальными мерами вероятность такого контакта можно минимизировать, однако техника техника абсолютно безотказной не бывает, а значит работа на такой базе в столь ядовитом окружение будет небезопасна и крайне вредна для здоровья там работающих.
Естественно проблемы 1) и 2) тут также сохраняются, однако без их решения переходить к данному этапу в любом случае абсурдно.
Проблема поселения:4) Марсианский грунт имеет отличную от земного геохимию и не слишком благоприятен для растений, в нём мало калия (а подвижного калия мало катастрофически, в большинстве проб почти весь калий в составе малобиодоступного ортоклаза), явный избыток магния (причём в форме с достаточно легко переходящей в подвижную, т. е. в легковыветриваемых оливинах), и, что хуже всего, явно неадекватное количество хрома и никеля. Никель фитотоксичен и, кроме того, вреден для человека. Т.е. на лицо серьёзна геохимическая несовместимость марсианской коры с потребностями земных организмов.
5) Проблема инсоляции. Под открытым небом на Марсе инсоляция для роста растений достаточная, одна проблема — так ничего не вырастет.
Более того, даже решения с одно- двухслойным обыкновенным стеклом теплиц представляется неудовлетворительной. Потери тепла через такой барьер будет огромными, а затраты на отопления станут неадекватными. Умеренных потерь тепла тут можно добиться только с помощью многослойных низкоэмиссионных стёкол, однако они будут также сильно ослабевать и поток ФАР. Едва ли в этом случае можно надеяться на хорошую продуктивность растений.
6) Даже для минимальной автономности поселения потребуется много разных видов сырья: вода, соль (хлорид натрия), гипс и т. д. Совершенно невозможно всё это найти в одной точке, месторождения каждой типа сырья будут находиться в разных точках более-менее случайно разбросанных по планете. В какой точке поселения не поставь — окажется, что источник того или иного вида сырья находится за сотни километров. А потребует необходимость объединять эти точки какой-то транспортной сетью (причём стоимость транспортировки по ней должна быть невелика), скажем железных дорог. Стоимость строительства железных дорог на Марсе (это потребуется для любого, самого малого поселения) даже сложно вообразить. Уже одного этого обстоятельства достаточно, чтобы сделать вывод, о том, что для создания поселения потребуются совершенно гигантские входные инвестиции.
7) Производство всего чего угодно на Марсе будет крайне неэффективно и чудовищно (по сравнению с земными аналогами) энергозатратно. Скажем производство полистирола из СO2 и H2 конечно технически возможно, но потребует где-то 6 стадий (если через ацетилен), часть которых будет иметь довольно низкий выход, и огромное количество энергии. Получаемый при этом пластик будет просто золотым. Производство прозрачного стекла на Марсе скорее всего потребует хлорного рафинирования кремневого сырья (наличие природных стекольных песков в связи с ультраосновным составом коры, изобилием железа и прочих хромофоров и слабостью процессов выветривания маловероятно), что сделает его в сотню раз более энергозатраты, чем производство аналогичного стекла на Земле и т. д.
Эта проблема проистекает из относительной бедности геологической истории Марса, отсутствии гидросферы и доступных ресурсов биомассы. Сделать с этим ничего нельзя в принципе.
8 ) Предыдущий пункт усугубляется бедностью энергетических ресурсов Марса. Условия для солнечной энергетики там не особо удачные, а собственные ресурсы актиноидных элементов скорее всего отсутствуют (в пользу этого говорит вся совокупность данных по исследованию их содержания в породах, общей геохимической характеристики этих пород и низкое содержание радона в атмосфере). Можно отправить специальный реактор для питания лежачей МКС на Марсе, но обеспечить за счёт земных запасов урана (совсем не безграничных) более-менее крупное поселение — это уже слишком.
9) Отсутствие хоть какой-нибудь деятельности, осуществление которой делало бы поддержание такой колонии за счёт Земли экономически рентабельным. На Марсе нет ничего, что можно было бы производить эффективнее, чем на Земле и востребованное жителями Земли. Любые вложения в марсианское поселение будут заведомо не окупаемыми.
Таким образом:
- нет внятного решения проблемы производства продуктов питания на Марсе;
- нет очевидного способа создания системы энергоснабжения марсианского поселения независимого от поставок с Земли;
- даже минимальное поселение с хоть какой-то автономностью потребует создавать обширную транспортную сеть на поверхности планеты, для чего потребуется гигантский объём невозвратных инвестиций (любые вложения в марсианское поселение будут невозвратными);
- практически невозможна экономическая окупаемость поселения (т. е. оно не может торговать с Землёй с профицитом или ноль), её просто нечего предложить Земле.
Отдельно стоит ещё раз упомянуть проблему (3). Тут она будет стоять ещё более остро. Одно дело проработать ограниченное время на вредном производстве, а другое — на нём жить.
Проблема долгосрочной устойчивости марсианского поселения:
10) Гидрологический цикл на Марсе в современную эпоху не замкнут. Перенос пара осуществляется практически однонаправленно от средних широт к полюсам. Это значит, что в отличие от Земли, вода на Марсе (по крайней мере та, которая доступна в средних широтах) — не возобновляемый ресурс.
11) Породы слагающие верхний слой коры Марса — ультраосновные, а атмосфера в основном состоит из углекислого газа. Это состояние не соответствует термодинамическому равновесию. Т.е. единственная причина по которой у Марса до сих пор существует атмосфера заключается в том, что он очень сухой и холодный, а процессы выветривания там идёт крайне медленно. Почти любая техногенная деятельность будет приводить к возникновению техногенного выветривания минералов. При выделение тех или иных компонент грунта, выращиваем в грунте растений и прочих процессах, где грунт будет находиться под воздействием жидкой воды, в нём вольно или не вольно будет идти цепочка процессов, конечный итог которой можно отобразить следующей реакцией:
Mg2SiO4 + CO2 = MgCO3 + 2SiO2
Т.е. углекислый газ из атмосферы планеты будет более-менее необратимо удаляться в грунт. На большом масштабе времени этот процесс может сделать Марс ещё менее приветливым местом, чем он есть сейчас.
12) Активные геологические процессы на Марсе в основном завершились ещё в гесперийской эре. Это значит, что никаких механизмов возобновления запасов сырья на современном Марсе по сути нет. Причём тут речь идёт даже не о каких-то редких элементах, а о веществах куда более обычных, но от этого не менее важных для технологии, да и просто для жизни вообще. Допустим когда-то в гесперийской эре на дне солёного озера отложился пласт NaCl, сейчас мы теоретически можем найти такие месторождения и использовать их, но после того как они будут исчерпаны — новых уже не образуется никогда. Второй нойской и гесперийской эры уже не будет.
Отличие от Земли тут в том, что если на Земле реально исчерпать только ресурсы редких элементов (и то относительно, кое-что поступает в областях активного вулканизма с геотермальными водами и вулканическими газами постоянно), то на Марсе неизбежно закончится вообще всё, даже то, что мы вообще не привыкли воспринимать как ограниченный ресурс: вода в средних широтах, углекислый газ атмосферы, соли натрия, кальция и калия и т. д. Едва ли после достижение этого состояние хоть какая-то деятельность на Марсе будет возможна в принципе. Т.е. если Земля, будучи геологически живой планетой, может в принципе поддерживать жизнь геологически долго, то для мёртвого Марса это исключено.
Это что касается главных технических и геофизических проблем колонизации Марса.
Помимо этого можно сформулировать и пару социальных проблем, в общем довольно серьёзных:
13) Проживание поселенцев неизбежно будет довольно скученным, в условиях постоянного стресса (из-за агрессивности внешней среды и рисков с этим связанных) и постоянного жёсткого контроля (без этого не получится, когда один дурак может убить всех). Такие жёсткие условия, как условия постоянного проживания, практически не имеют аналогов на Земле, разве что пожалуй экипаж подводной лодки, но там люди работают ограниченное время, а не живут всю жизнь. Как быстро у людей там начнёт сносить крышу?
14) По-видимому связанный с предыдущем. Эмпирически можно сделать вывод, что рост скученности и уровня стрессов (хотя точные причины и механизмы тут не понятны) подрывают воспроизводство в человеческой популяции. В цепочке село — малый город — средний город — мегаполис мы имеем статистически достоверное снижение рождаемости практически вне зависимости от региона или культуры. Причём уже в земных мегаполисах, особенно в тех, где его признаки проявлены наиболее чётко, скажем в восточной Азии — это явно проблема (скажем свежая новость из Южной Кореи:
https://regnum.ru/news/economy/2582031.html). В этой цепочке марсианская колония явно будет находиться ещё правее мегаполиса (вне зависимости от формальной численности населения), т. е. среда ещё более искусственная, а уровень скученности и стрессов ещё выше. Что с этим делать?
Марсооптимистам стоило бы дать вразумительные ответы хотя бы на эти 14 пунктов.
