Для решения проблемы недостатка азота энтузиастами идеи терраформирования предлагается, к примеру, такой сверхэкзотический и довольно сложный, на мой взгляд, вариант, как сбрасывание на Марс комет, имевших неосторожность пролетать мимо.
Для разогрева планеты и для растопления полярных шапок предлагаются различные методы — к примеру, такой, как сооружение на орбитах Марса зеркал, улавливающих и концентрирующих дополнительные количества солнечной энергии на нужных районах. Также для разогрева атмосферы Марса рекламируется идея использования некоторых галогенсодержащих органических веществ, обладающих гораздо более мощным «парниковым эффектом», чем углекислый газ. При всей своей кажущейся эффективности это решение, однако же, имеет тот недостаток, что эти газы обладают способностью разрушать озон, на который теоретиками в дальнейшем возлагаются надежды по защите поверхности от радиации. Имеются также планы на использование в терраформировании биотехнологий.
Даже эти моменты, несмотря на свою принципиальную выполнимость, требуют таких затрат энергии и такого высокого уровня развития технологий, что настоящее время и все обозримое будущее эти задачи решить невозможно. Кроме этого, испарение всего объема полярных шапок Марса, которое обычно представляется средством увеличения плотности атмосферы, способно, по современным оценкам ученых, лишь удвоить ее вес, что не может представляться удовлетворительным решением задачи. Проблемы азотной недостаточности и защиты поверхности планеты от радиации и вовсе не имеют видимого решения, даже принципиального.
Итак, на мой взгляд, терраформирование Марса — вещь принципиально невозможная в просматриваемой исторической перспективе и путь человечества не в попытках превращать другие планеты в подобия Земли, а в приспособлении к их условиям. Путь человечества — это использование ТБС-поселений для освоения Марса и других планет и спутников.
Ну и, конечно же, главная трудность — отсутствие заинтересованности общества и как следствие отказ от финансирования дорогостоящего и бесполезного с точки зрения большинства проекта. Пока развитие ситуации происходит в нужном направлении и с вполне нормальной скоростью, в данный исторический момент Марс является наиболее исследуемым объектом космоса. Каждое «окно» используется для отправки к планете нескольких исследовательских аппаратов, и те из них, что успешно выполняют свои программы, дают в копилку науки о Марсе все новые и новые сведения. Это просто замечательно, так как в настоящее время уровень знаний о Красной Планете совершенно недостаточен для сколько-нибудь подробного планирования ее колонизации.
Существуют несколько сценариев дальнейших шагов человечества в сторону Марса. Наиболее реален следующий — проведя предварительный сбор данных с помощью автоматических станций, общество предпримет пилотируемую экспедицию на Марс, любой исход которой положит конец интересу человечества к этой планете, до сих пор искусственно поддерживаемый желтой прессой. Достаточно наивно надеяться на действительно сенсационные находки вроде сфинксов, пирамид, кораблей инопланетян и прочего подобного. Скорее всего, человечество испытает после марсианского полета столь же сильное разочарование в своих иллюзиях, как после лунной программы, когда стало ясно, что Луна это безжизненная каменная глыба, не присыпанная слоем бриллиантов вперемешку с обломками НЛО.
Поэтому, отбросив бессмысленные идеи терраформирования, обратимся к рассмотрению различных аспектов задачи создания марсианских ТБС-поселений.
Формирование воздушной среды в марсианских ТБС-поселениях
Задача проектирования ТБС для условий Марса является на порядки более сложной, чем для любых земных (к примеру, Арктики). Главным затруднением такого проекта является отсутствие на Марсе привычного для Земли, дарового воздуха. На Марсе воздух придется делать в буквальном смысле этого слова. Исходным сырьем данного производства должны стать газы марсианской атмосферы.
В данной главе предварительно рассматриваются общие принципы формирования воздушной среды в марсианской ТБС.
Уровень кислорода у поверхности Земли колеблется незначительно: от 20,7 % до 20,95 %. Выраженное ухудшение самочувствия, снижение работоспособности у людей наблюдаются при очень значительном падении содержания кислорода — до 15–17 % (при норме — почти 21 %) (при н. у.).
Общее количество воздуха, проходящее через легкие в единицу времени, называется легочной вентиляцией и измеряется в л/мин. В состоянии покоя легочная вентиляция равна 5–6 л/мин, при физической нагрузке она увеличивается до 60–80 л/мин.
Процентное содержание кислорода во вдыхаемом воздухе составляет 21 %. Однако при дыхании используется не весь кислород. Значительная его часть выдыхается. В выдыхаемом воздухе содержится не меньше 16 % кислорода. Таким образом, при легочной вентиляции в 6 л/мин усваивается 0,3 л/мин кислорода.
При потреблении 1 (н) л кислорода (количество потребляемого кислорода, как и выделяемого углекислого газа, обычно измеряется в так называемых «нормальных литрах» (н) л, приведенных к нормальным условиям при давлении 101,3 кПа и температуре 0 °С) человек выделяет примерно 19–21 кДж (4,6–5 ккал) тепла. В среднем может быть принят энергетический эквивалент 1 (н) л кислорода 20 кДж, а 1 г кислорода — 14 кдж.
Потребление кислорода в среднем на одного человека составляет 22 (н) л/ч или 528 (н) л/сут.
Человеку массой порядка 80 кг потребуется в среднем 26,4 (н) л/ч.
Средние экспериментальные данные о легочной вентиляции, истинном количестве потребляемого кислорода и тепловыделении приведены в нижеследующей таблице:
| Состояние организма; характеристика выполняемой работы | Легочная вентиляция, (н) л/мин | Истинное потребление кислорода, (н) л/мин | Теплопродукция | |
|---|---|---|---|---|
| Вт | ккал/мин | |||
| Покой | 5–6 | 0,25–0,3 | 83–105 | 1,25–1,5 |
| Очень легкая работа | 6–10 | |||
