Некоторые из реализуемых программ выглядят фантастическими, прежде всего – продвигаемые Илоном Маском проекты масштабной колонизации Марса. Тем не менее и в рамках начинаний, лишённых всякого экономического обоснования и характеризуемых постоянным переносом сроков, проводятся вполне реальные и крупномасштабные НИОКР.
Реализуемость проектов создания постоянных баз и, тем более, поселений на Луне и Марсе пока выглядит туманной, учитывая нестабильность в глобальной экономике и политике. Но проекты по колонизации космоса имеют шансы серьёзно изменить жизнь на Земле, даже если никакие лунные и марсианские базы и поселения никогда не будут построены.
Технологии, уже разрабатываемые рядом крупных стран, прежде всего США, в интересах строительства постоянных баз или поселений на других планетах, практически полностью применимы на Земле в определённых условиях.
Они соответствуют потребностям выживания общества и экономики в сценарии неограниченной ядерной войны.
Среди таких технологий, имеющих «земное» применение, можно отметить:
— быстрое строительство подземных сооружений и надземных зданий с защитой от радиации;
— создание систем жизнеобеспечения для проживания людей в таких зданиях в условиях радиоактивного заражения окружающей среды;
— технологии производства продовольствия в помещениях ограниченного объёма, способные обеспечить потребности значительных групп людей;
— технологии создания компактных источников энергии, способных работать длительное время в экстремальных условиях;
— медицинское обеспечение и методы обеспечения психологической устойчивости коллективов, длительное время проживающих в изоляции в замкнутом пространстве.
«Земные» модификации перечисленного, как правило, намного дешевле, чем их «космические» прототипы, и более пригодны к масштабированию. Они будут свободны от жёстких массогабаритных ограничений, характерных для космической техники, к ним можно предъявлять более низкие требования в плане надёжности и потребности в техническом обслуживании.
Было бы соблазнительно объявить существующие проекты по колонизации Марса и Луны просто прикрытием для масштабных программ по повышению мобилизационной готовности крупных стран к ядерной войне.
...
Чтобы длительно проживать и работать на Марсе, необходимо развернуть полноценную инфраструктуру на его поверхности. Это включает создание источников энергии, жилищ с защитой, систем производства воздуха, воды, еды и утилизации отходов, а также обеспечение физического и ментального здоровья экипажа.
Предположительно, практически весь спектр перечисленных ниже американских разработок по лунно-марсианской инфраструктуре имеет прямые или частичные приложения к выживанию общества в условиях постапокалиптической Земли после полномасштабной ядерной войны – поскольку обе задачи требуют жизни в замкнутой, ограниченной в ресурсах и радиационно-опасной среде без базовой инфраструктуры и с полностью нарушенными цепочками поставок.
Первая категория – жизнеобеспечение и переработка ресурсов (воздух, вода, топливо). Технологии ISRU, разрабатываемые для Марса, нацелены на производство топлива и дыхательной среды из локальных ресурсов (углекислый газ, вода, грунт) и работу в изолированных, ресурсно-ограниченных условиях. Например, атмосфера Марса (95 процентов углекислого газа) может быть сырьём для получения кислорода и метана. Демонстратор MOXIE на марсоходе Perseverance уже доказал принципиальную реализуемость производства кислорода из углекислого газа в разреженной атмосфере – он обеспечивал порядка 5–6 г кислорода в час с чистотой выше 98 процентов, рассчитан на достижение производительности до 10–12 г/ч.
Дефицит чистого воздуха, топлива и энергии также характерен для условий масштабного радиоактивного загрязнения. Технологии электрохимического получения кислорода, продемонстрированные MOXIE, можно потенциально применять для генерации кислорода и горючего из углекислого газа, уровень которого постоянно повышается в замкнутом пространстве, а также для производства кислорода из окисленных грунтов, если удаётся обеспечить необходимый энергетический баланс и материалы.
Те же принципы, что используются в космических системах жизнеобеспечения (корабли, Международная космическая станция (МКС)), полностью применимы к подземным бункерам: регенерируемые сорбенты (амины, цеолиты), молекулярные сита и циклы типа pressure swing adsorption (PSA) позволяют изолированно управлять составом воздуха и держать углекислый газ на безопасном уровне при минимальном расходе реагентов.
Технологии PSA давно отработаны. Медицинские и промышленные PSA-генераторы кислорода массово используются для автономного производства кислорода в больницах и на изолированных объектах, обеспечивая, как правило, 90–95 процентов кислорода из атмосферного воздуха за счёт селективной адсорбции азота на цеолитах[14].
Биогазовые установки, основанные на анаэробном сбраживании органики, дают смесь метана и углекислого газа и в материалах Международного энергетического агентства рассматриваются как зрелая технология для децентрализованной, устойчивой энергетики и теплоснабжения, в том числе в небольших автономных системах[15]. В условиях постъядерного сценария это один из наиболее реалистичных способов получать топливо и тепло из доступных ресурсов (органические отходы, навоз, осадки сточных вод) с минимальными требованиями к сложной инфраструктуре.
Программы водоразведки NASA также полностью соответствуют критериям применения в экстремальных ситуациях, потенциально возможных при ядерном конфликте на Земле. Эксперимент Polar Resources Ice Mining Experiment-1 (PRIME-1)[16] – пакет из двух инструментов, устанавливаемый на коммерческий лунный посадочный аппарат компании Intuitive Machines в рамках миссии IM-2 в районе южного полюса Луны. Его задача – продемонстрировать, что можно бурить реголит на глубину до примерно одного метра с помощью буровой установки The Regolith and Ice Drill for Exploring New Terrain (TRIDENT) и поднимать образцы для анализа на содержание воды и других летучих веществ с помощью масс-спектрометра Mass Spectrometer Observing Lunar Operations (MSolo).
Ровер Volatiles Investigating Polar Exploration Rover (VIPER)[17] изначально создавался как полноценная ресурсно-поисковая платформа для района южного полюса Луны. В 2024 г. NASA приняло решение прекратить разработку миссии из-за роста стоимости и сдвигов по графику, научные задачи и инструменты признаны ключевыми и планируются к переиспользованию на других миссиях. Ровер задумывался как полноформатная платформа для полярной ресурсной разведки и объединял Neutron Spectrometer System (NSS) для дистанционного поиска водорода, тот же бур TRIDENT, Near-Infrared Volatiles Spectrometer System (NIRVSS) и масс-спектрометр MSolo для дистанционного зондирования, бурения, химического анализа и картирования запасов льда.
Этот набор решений может быть напрямую использован для поиска подземной или ледниковой воды под слоями загрязнённого грунта в радиоактивно заражённых районах без вывода людей в наиболее опасные зоны и для последующего мониторинга загрязнений. В совокупности с опытом Международной космической станции (имеется в виду в первую очередь Environmental Control and Life Support System (ECLSS), включающая Water Recovery System (WRS), Urine Processor Assembly (UPA), Brine Processor Assembly (BPA) и Water Processor Assembly (WPA)) эти технологии представляют собой практически готовый прототип для подземных убежищ и автономных объектов на постъядерной Земле, где критично минимизировать выход людей в зараженную среду и максимально замкнуть циклы воды и воздуха внутри защищённых помещений.
Вторая категория – энергоснабжение. Для устойчивого присутствия на Марсе требуется архитектура, которая не зависит ни от смены дня и ночи, ни от пылевых бурь, ни от отказов внешней сети. Базовый набор решений здесь сочетает компактные ядерные установки, солнечную энергетику нового поколения и гибридные схемы их интеграции. Логика этих решений практически полностью совпадает с задачами энергоснабжения подземных или изолированных поселений в условиях постъядерной Земли, в том числе в сценарии т. н. «ядерной зимы».
Ключевой технологией здесь выступают компактные ядерные реакторы малой мощности. Реактор Kilopower, прототип которого был успешно испытан в 2018 г. NASA (National Aeronautics and Space Administration) совместно с Министерством энергетики США, показал, что компактный реактор на уране-235 мощностью до 10 кВт может непрерывно обеспечивать энергией объект в течение не менее десяти лет без дозаправки[18]. Испытания установки Kilowatt Reactor Using Stirling TechnologY (KRUSTY) в 2017–2018 гг. на полигоне Nevada National Security Site подтвердили, что такая система с пассивным теплоотводом на жидком натрии и двигателями Стирлинга в качестве преобразователей тепла в электричество устойчива к аварийным сценариям и способна работать как базовый источник энергии для лунных и марсианских баз.
По оценкам NASA, четыре блока Kilopower (по 1–10 кВт каждый) могут обеспечить энергопотребление небольшого поселения: один блок даёт мощность, сопоставимую с несколькими средними домохозяйствами, а четыре – достаточно для первоначального форпоста, чтобы не зависеть от освещённости или погодных условий, в отличие от солнечных батарей.
В рамках программы Fission Surface Power[19] NASA совместно с Министерстом энергетики США и промышленными партнерами ведёт разработку системы мощностью порядка 40 кВт, способной работать не менее десяти лет на поверхности Луны с последующей адаптацией для Марса. Концепт предполагает полностью автономную установку с реактором, системой теплоотвода, подсистемами преобразования энергии и распределения по локальной сети, способную обеспечивать энергией жилые модули, системы жизнеобеспечения, средства связи и комплексы по переработке местных ресурсов. Такие установки не зависят от суточных циклов, пылевых бурь и длительных периодов темноты.
Солнечная энергетика, несмотря на ограниченные возможности её применения как в космических, так и в постапокалиптических условиях, не исключается полностью, но дополняется новыми технологическими решениями.
Один из наиболее показательных примеров – проект Blue Alchemist компании Blue Origin[20]. Это комплексная технология, позволяющая из лунного реголита (пылеобразной смеси оксидов кремния, алюминия, железа и др.) с помощью процесса плавления и электролиза (molten regolith electrolysis) производить кремний, металлы, проводники, кислород и работоспособные солнечные элементы[21].
Отдельное направление – адаптация солнечной генерации к условиям низкого Солнца, теней и пылевой завесы. Разрабатываемая NASA Vertical Solar Array Technology (VSAT)[22] представляет собой вертикально разворачиваемые солнечные панели на мачтах, которые автономно поднимаются на высоту примерно до десяти метров над поверхностью и оптимизированы для работы в полярных регионах Луны с низким углом падения солнечного света, сложным рельефом и длительными тенями. Вертикальное размещение, возможность поворота и автоматизированное наведение позволяют перехватывать максимум прямого и рассеянного излучения даже при частичном затенении и пылевых отложениях, обеспечивая устойчивую генерацию для инфраструктуры миссий Artemis и будущих лунных баз.
Атомная энергетика и солнечные системы с накопителями, на которые опирается NASA, рассматриваются как единственно реалистичная опция для Марса, где средний уровень солнечной радиации составляет примерно 40–45 процентов от земного (то есть примерно в 2,2–2,5 раза ниже), а глобальные пылевые бури способны на недели серьёзно снижать освещённость. В постъядерном сценарии на Земле эта логика практически без изменений переносится в подземные и изолированные поселения. Малые ядерные установки типа Kilopower и более мощные системы класса FSP могут выступать базовым источником энергии там, где невозможно организовать стабильную топливную логистику и нельзя рассчитывать на целостность магистральных сетей.
Третья категория – жилье и защита от радиации. Марсианская среда сочетает два ключевых риска – высокие дозы космического и солнечного излучения и постоянную угрозу абразивной пыли. Эти факторы требуют развития технологических решений, направленных на быстрое создание защищённых укрытий из местных материалов, снижение пылевой нагрузки и минимизацию выхода людей на поверхность. Те же принципы применимы к постъядерной Земле, где населению предстоит жить в условиях выпадения радиоактивной пыли, разрушенной инфраструктуры и ограниченного доступа к строительным материалам.
Одним из показательных примеров является серия проектов NASA по крупноблочному 3D-строительству из местного грунта. Конкурс 3D Printed Habitat Challenge (2015–2019 гг.)[23] показал, что роботизированные принтеры могут создавать полноразмерные стены и купола, используя смесь полимеров и реголитных симулянтов.
Параллельно NASA разрабатывает новые методы спекания грунта без цементных связок и микроволновое спекание реголита, где поверхностный слой грунта прогревается микроволнами до температур спекания. В рамках программы MMPACT (Moon-to-Mars Planetary Autonomous Construction Technology) и совместного со строительной компанией ICON проекта Olympus отрабатываются технологии автоматизированной печати и формования конструкций из реголита с минимальным участием человека, включая купольные и арочные структуры, предназначенные для постоянной защиты от радиации и экстремальных температур[24]. В условиях ядерной катастрофы автономные или полуавтономные 3D-принтеры могут использовать местный грунт, золу и обломочные материалы для быстрого возведения укрытий и подземных конструкций.
Близкое совпадение между собой технологий, необходимых для освоения космоса, и технологий выживания в условиях ядерной войны означает, что наличие собственных «лунных» и «марсианских» программ становится императивом выживания и необходимым условием сохранения стратегической автономии для любой крупной державы. Приоритеты научно-технической и промышленной политики должны быть перераспределены соответствующим образом. Резкий рост космических бюджетов представляется неизбежным.
...
Реализация соответствующих технологических приоритетов в рамках престижных, высокостатусных космических программ, подпитывающих национальную гордость и повышающих престиж науки, – вероятно, наиболее эффективный вариант действий. Собственно мобилизационные программы, как правило, не престижны, а их важность не осознаётся обществом и даже большей частью политической элиты, пока не становится слишком поздно.
Конкретные сроки строительства марсианских или лунных баз, городов и прочих фантастических сооружений – глубоко вторичны. Первична реализация соответствующих приоритетов в создании мобилизационной инфраструктуры и космической техники двойного назначения.
Колонизация других планет может выступать в качестве красивой цели, вокруг которой можно мобилизовать общество. Попытка мобилизовать его вокруг идеи массового строительства противоатомных бункеров, с высокой вероятностью, закончится паникой.
С другой стороны, при наработке необходимой технологической базы применение этих «космических» технологий по их официальному предназначению вполне оправданно с политической и научно-технической точки зрения.
https://globalaffairs.ru/articles/kosmos-kashin-yankova/
Ахахаха, а я-то думал, что "марсианская афера" имени Маска и ко - банальный распил бюджета. А ведь всё это выглядит гораздо хуже под определённым углом. Ведь можно устроить Марс дома!