Все, что вам нужно знать о возможной колонизации марса

Почему «там» всё по-другому?

По той простой причине, что гравитация на Марсе традиционно выражается в прямой и непосредственной зависимости между определёнными характеристиками:

• масса (вес);
• дистанция до центральной части планеты;
• уровень плотности;
• размерные показатели.

Для Земли характерно превосходство по всем этим параметрам, и оно серьёзно влияет на силу притяжения, ослабление которой происходит исключительно по мере удаления объектов друг от друга. Эти же показатели способствуют определению влияния на предметы, которые находятся на поверхностях. Несмотря на то, что учёные обнаружили определённые сходства, различия между планетарными свойствами вполне серьёзные.

Потенциальные преимущества колонизации Марса

Начнем с того, что колонизация Марса — вызов всему человечеству, которое снова попытается посетить совершенно чужой мир. Но причина создания человеческой колонии заключается не только в научном азарте и человеческом эго. Дело в том, что наша планета Земля не бессмертна. Случайный сбой орбитального пути у астероида и нам конец. А в перспективе также расширение Солнца до состояния красного гиганта, который поглотит нас или поджарит. Не будем забывать о риске глобального потепления, перенаселения и эпидемии. Согласитесь, разумно подготовить себе путь к отступлению.

Тем более, Марс – выгодный вариант. Это планета земного типа, расположенная в пределах зоны обитаемости. Роверы и зонды подтвердили наличие воды, а также ее обилие в прошлом.

Проект Nomad, призванная преобразить Красную планету

Нам удалось познакомиться с марсианским прошлым. Оказывается, 4 млрд. лет назад на поверхности была вода, а атмосферный слой был намного плотнее. Но планета потеряла это из-за серьезного удара или стремительного падения температуры во внутренней части.

Среди причин также называют необходимость расширения источников добычи ресурсов. Марс располагает изобилием льда и минералов. К тому же колония станет промежуточным пунктом между нами и поясом астероидов.

Сравнение с гравитацией Земли

Имея высокие гравитационные показатели, обладая достаточно плотной и высокой атмосферой, защищенная магнитным полем Земля создает для жизни организмов всех уровней оптимальные условия. Тогда как на Марсе недостаточная сила тяготения не в состоянии удержать на поверхности ни одной жидкости. Вода существует там только в твердом или газообразном состоянии.

Разреженная атмосфера, засушливый и холодный климат (средние температуры колеблются от -143ºC зимой до 30ºC летом), низкая гравитация и магнитное поле не допускают возможности присутствия на планете сложных биоструктур.

Исключение могут составлять бактерии и микроорганизмы, приспособляемость которых к самым экстремальным условиям доказана на практике. Они выживают в открытом космосе, при сверхнизких температурах и в радиоактивной воде атомных реакторов. Но для высших форм жизни условия Марса пока неприемлемы.

Интересные факты

• Гравитация на Луне составляет около 16 процентов от земного притяжения, на Марсе около 38 процентов земного притяжения, в то время как самая большая планета Солнечной системы, Юпитер, имеет в 2,5 раза большую гравитацию Земли.
• Хотя никто не “открыл” гравитацию, легенда гласит, что знаменитый астроном Галилео Галилей провел некоторые из самых ранних экспериментов с гравитацией, сбросив шары с Пизанской башни, чтобы увидеть, как быстро они упали.
• Исаак Ньютону было всего 23 года, когда он заметил яблоко, падающее в его саду (яблоко, которое упало Ньютону на голову это миф).
• Черные дыры -массивные разрушенные звезды с такой сильной гравитацией, что даже свет не может вырваться из него.
• Теория относительности Эйнштейна несовместима с квантовой механикой, странные законы, которые управляют поведением мельчайших частиц, таких как фотоны и электроны, из которых состоит Вселенная.

История изучения планеты Марс

Земляне давно следят за красным соседом, потому что планету Марс можно отыскать без использования инструментов. Первые записи сделаны еще в Древнем Египте в 1534 г. до н. э. Они уже тогда были знакомы с эффектом ретроградности. Правда для них Марс был причудливой звездой, чье движение отличалось от остальных.

Еще до появления неовавилонской империи (539 г. до н. э.) делались регулярные записи планетарных позиций. Люди отмечали перемены в движении, уровнях яркости и даже пытались предсказать, куда они направятся.

В 4 веке до н.э. Аристотель заметил, что Марс спрятался за земным спутником в период окклюзии, а это говорило о том, что планета расположена дальше Луны.

Геоцентрическая концепция Птолемея, отображенная в 1568 году Бартоломеу Вельо

Птолемей решил создать модель всей Вселенной, чтобы разобраться в планетарном движении. Он предположил, что внутри планет есть сферы, которые и гарантируют ретроградность. Известно, что о планете знали и древние китайцы еще в 4-м веке до н. э. Диаметр оценили индийские исследователи в 5-м веке до н. э.

Модель Птолемея (геоцентрическая система) создавала много проблем, но она оставалась главной до 16-го века, когда пришел Коперник со своей схемой, где в центре располагалось Солнце (гелиоцентрическая система). Его идеи подкрепили наблюдения Галилео Галилея в новый телескоп. Все это помогло вычислить суточный параллакс Марса и удаленность к нему.

В 1672 году первые замеры сделал Джованни Кассини, но его оборудование было слабым. В 17-м веке параллаксом пользуется Тихо Браге, после чего его корректирует Иоганн Кеплер. Первую карту Марса представил Христиан Гюйгенс.

Марсианская карта Скиапарелли демонстрирует каналы (1877)

В 19 веке удалось повысить разрешение приборов и рассмотреть особенности марсианской поверхности. Благодаря этому Джованни Скиапарелли создал первую детализированную карту Красной планеты в 1877 году. На ней отобразились также каналы – длинные прямые линии. Позже поняли, что это всего лишь оптическая иллюзия.

Карта вдохновила Персиваля Лоуэлла на создание обсерватории с двумя мощнейшими телескопами (30 и 45 см). Он написал много статей и книг на тему Марса. Каналы и сезонные перемены (сокращение полярных шапок) натолкнули на мысли о марсианах. Причем даже в 1960-х гг. продолжали писать исследования на эту тему.

Вычисление гравитации Марса

Для определения марсианской гравитации исследователи использовали теорию Ньютона: гравитация выступает пропорциональной массе. Мы сталкиваемся со сферическим телом, поэтому гравитация будет обратно пропорциональная квадрату радиуса. Ниже представлена карта гравитации Марса.

Пропорции выражаются формулой g = m/r2, где g – поверхностная гравитация (кратная земной = 9.8 м/с²), m – масса (кратная земной = 5.976 · 1024 кг), а r – радиус (кратный земному = 6371 км).

Марсианская масса – 6.4171 х 1023 кг, что в 0.107 раза больше нашей. Средний радиус – 3389.5 км = 0.532 земного. Математически: 0.107/0.532² = 0.376.

Мы не знаем, что случится с человеком, если его окунуть в подобные условия на длительный срок. Но изучение воздействия микрогравитации показывает потерю мышечной массы, плотности костей, удары по органам и снижение зрения.

Прежде чем отправляться на планету, мы должны детально изучить ее гравитацию, иначе колония обречена на гибель.

Уже есть проекты, которые занимаются этим моментом. Так Марс-1 разрабатывает программы по улучшению мускулатуры. Пребывание на МКС дольше 4-6 месяц показывает потерю мышечной массы на 15%.

Но марсианская займет намного больше времени на сам полет, где корабль атакуется космическими лучами, и пребывание на планете, где также нет защитного магнитного слоя. Экипажные миссии 2030-х гг. все ближе, поэтому мы должны поставить решение этих вопросов в приоритет. Теперь вы знаете, как выглядит гравитация на Марсе.

Плутон пригодная для жизни планета?

Возможное развитие событий моделируют многие ученые. В частности, профессор Фредерик Понт из университета Эксетера заинтересовался тем, как превращение нашей звезды в красного гиганта затронет спутники Сатурна и Юпитера, то есть Энцелад и Титан. Все они состоят из замороженной воды, азота, углеводорода и аммиака. А в недрах, ученые предполагают, наличие у них теплого океана.

Расчеты, произведенные Фредериком Понтом, показали, что зона жизни в Солнечной системе, то есть зона, где вода может существовать в жидком виде, сместится к орбите Юпитера. Это приведет к тому, что спутники Ганимед и Европа полностью растают и превратятся в огромные океаны. Ученые даже предполагают, что в такой ситуации в Солнечной системе может произойти повторное зарождение жизни.

Плутон состоит из камня и льда

Ситуация будет оставаться таковой в течение нескольких десятков миллионов лет. Со временем повышение температуры звезды приведет к постепенному смещению центра зоны жизни в сторону Сатурна. А когда на Солнце загорится гелий, центр зоны жизни окажется в районе орбит Титана и Энцелада, а затем, на пике данного процесса, в центре зоны жизни окажется Плутон. Температура здесь возрастет до +20 градусов. Азотные и водные льды планеты растают, в результате чего появится океанический мир и достаточно плотная атмосфера.

Так как магнитное у Плутона отсутствует, атмосфера будет сильно растянутой по причине мощного солнечного ветра. Планета станет похожей на гигантскую комету. Конечно, она потеряет много вода и углекислого газа, которые будут улетучиваться в космос. Однако, даже небольшая гравитация, которая в 12 раз меньше гравитации Земли, позволит удерживать некое подобие атмосферы. Правда, до Земного давления в одну атмосферу ей все равно будет далеко.

Ученые предполагают, что Плутон может приютить спасающееся от поглощающего планету за планетой Солнца. Правда, радовать комфортной температурой и атмосферой карликовая планета будет людей не долго — всего несколько сотен тысяч или миллионов лет. Когда Солнце окончательно исчезнет, на Плутон вернется космический холод.

На Луне и Солнце

Исходя из формулы, силу тяжести на других планетах и астрономических телах можно легко вычислить, зная их массу и радиус. Кстати, в основе способов и методов определения этих величин лежит все тот же Закон всемирного тяготения Ньютона и 3-й закон Кеплера.

Масса ближайшего к нам космического тела — Луны — в 81 раз, а радиус — в 3,7 раза меньше соответствующих земных параметров. Таким образом, вес любого тела на единственном естественном спутнике нашей планеты будет в шесть раз меньше, чем на Земле, при этом ускорение свободного падения будет иметь значение 1,6 м/с2.

На поверхности нашего светила (в районе экватора) этот параметр имеет значение 274 м/с2 — максимальное в Солнечной системе. Здесь сила тяжести в 28 раз превосходит земную. Например, человек массой 80 кг имеет вес на Земле около 800 Н, на Луне — 130 Н, а на Солнце — более 22 000 Н.

Космос

О путешествиях к звездам люди мечтали издревле, начиная с тех времен, когда первые астрономы рассмотрели в примитивные телескопы иные планеты нашей системы и их спутники, а значит, по их мнению, они могли быть обитаемы.

С тех пор прошло много веков, но увы, межпланетные и тем более полеты к другим звездам невозможны и сейчас. А единственным внеземным объектом, где побывали исследователи, является Луна. Но уже в начале XX века ученые знали, что сила тяжести на других планетах отличается от нашей. Но почему? Что она собой представляет, отчего возникает и может ли быть губительной? Эти вопросы мы и разберем.

Магнитное поле Марса

Магнитное поле представляет собой некую защитную оболочку, отклоняющую все негативные воздействия ветра, электрических зарядов Солнца или других планет. Такое защитное поле имеет не каждая планета, оно продуцируется внутренними тепловыми и динамическими процессами, происходящими центре ядра космического тела. Частицы расплавленного металла, находясь в движении, создают электроток, наличие которого на планете участвует в создании защитного слоя.

Магнитное поле Марса однозначно существует, оно распределено очень слабо и неравномерно. Это объясняется неподвижностью остывшего ядра относительно поверхности. На планете есть места, где проявление поля в несколько раз превышает силу воздействия на других участках четвертой планеты. Магнитометром Mars Global Surveyor было установлено наличие наиболее сильного магнитного поля на южных участках, в то время как на северной стороне оно прибором практически не было установлено.

Магнитное поле у Марса ранее было достаточно сильным, оно имеет остаточный характер, сохраняя так называемый палеомагнетизм. Этого поля недостаточно для защиты от излучений Солнца или воздействия ветров. Таким образом, незащищенная поверхность не оставляет возможности задерживаться ни воде, ни другим частицам.

На вопрос было ли магнитное поле у Марса, и есть ли оно сейчас, можно уверенно дать положительный ответ. Наличие небольшого поля на соседней планете говорит о том, что оно существовало и ранее, имея большую, нежели сегодня силу.

Чем Марс похож на Землю и чем от нее отличается

Марс — четвертая от Солнца планета. Свое название получила в честь древнеримского бога войны. Эту планету можно увидеть в небе с поверхности Земли невооруженным глазом, ярче нее только Солнце, Луна и Венера. Если заметите на небе яркую, красноватого цвета немигающую точку — это Марс.

Фото: NASA

Диаметр Марса равен 6 779 км, Земли — 12 742 км, наша планета почти в два раза больше своего соседа. Площадь поверхности Марса — 145 млн км², Земли — 510 млн км², однако почти 71% поверхности земного шара покрыто водой, получается, что общая площадь суши Земли составляет около 150 млн км². На поверхности соседней планеты воды в жидком состоянии нет, значит, размеры суши Марса и суши нашей планеты приблизительно одинаковы.

Статья по теме: Публикуем редкие снимки Марса, сделанные учеными в 1909 году

Масса Марса примерно в 11 раз меньше массы Земли, что значительно влияет на силу тяжести. У поверхности соседней планеты сила тяжести составляет 38% от земной, то есть она в 2,5 раза слабее. Поэтому 100-килограммовый человек, вдруг оказавшийся на Марсе, будет весить там всего 38 килограммов.

Исследования, проведенные на борту МКС, показывают, что если человек длительное время подвергается влиянию силы тяжести в 1-2 раза меньшей, чем на Земле, он начинает страдать от потери костной ткани, мышечной массы, у него могут начаться проблемы со зрением. Иными словами, такие условия могут нанести непоправимый вред здоровью.

Фото: NASA / Марсианская зима

Марс совершает один оборот вокруг своей оси за 24 часа 39 минут 36 секунд, это значит, продолжительность марсианских суток, или, как их называют ученые, солов, практически равна продолжительности земных суток, что хорошо подходит для нашей физиологии.

Что касается одного витка вокруг Солнца, то Марс его делает гораздо дольше, чем Земля — за 687 земных дня, в результате марсианский год длится почти в два раза больше, чем земной.

На нашей планете главная причина смены времен года — наклон земной оси по отношению к плоскости эклиптики, который равен 23,5°. Угол наклона Марса к плоскости орбиты — 25,19°, то есть практически такой же, что и у Земли. Значит, на Марсе, как и на нашей планете, происходит смена времен года. Правда, из-за того, что марсианский год продолжительнее земного, все 4 сезона там длятся гораздо дольше.

Фото: NASA/Wikimedia Commons / Сравнение размеров Земли и Марса

Марс находится от Солнца на среднем расстоянии 230 млн км, Земля же — на 150 млн км. Поэтому на соседней планете довольно прохладно: там более холодное лето, чем на Земле.

Температура на поверхности Марса постоянно колеблется. Летом при благоприятных условиях на экваторе в дневное время она может достигать +35°C, а ночью опускаться до -73°C. Такие резкие перепады обусловлены тем, что атмосфера Марса в 100 раз менее плотная, чем атмосфера Земли, а значит, она не способна долго удерживать тепло. Из-за удаленности на поверхность Марса падает всего 43% солнечного света от того общего количества, что доходит до поверхности Земли.

Орбита Марса вокруг Солнца такая же, как и у Земли — эллиптическая. Соседняя планета ближе всего подходит к звезде (проходит перигелий) в разгар зимы в северном полушарии и лета в южном, дальше всего от светила (проходит афелий) находится во время зимы в южном полушарии и, соответственно, лета в северном. Так что климат северного и южного полушарий отличается: летом температура в южных регионах может быть выше, чем в северных, разница достигает +30°C.

Земная гравитация

В нашем случае она формируется из массы и плотности – 5.9237 х 1024 кг и 5.514 г/см3. Получается, что гравитация Земли равна 9.8 м/с2. Однако эта отметка способна меняться в зависимости от вашего расположения на поверхности. На экваториальной линии – 9.789 м/с2, а на полюсах – 9.832 м/с2.

Международная космическая станция на земной орбите

Также гравитация меняется, основываясь составе небесного тела. Более высокие концентрации материала способны изменить силу. Но эта сумма слишком крошечная, чтобы ее отметить. Вы могли знать, что гравитация иная на большой высоте. Если вы окажитесь на вершине Эвереста, то там сила на 0.28% меньше. На МКС – 90% поверхностной. Но станция пребывает в эффекте свободного падения, поэтому все внутри падает, и вы не ощущаете силы.

Именно гравитация ответственна за то, что скорость побега составляет 11.186 км/ч. Из-за разности в гравитационных показателях с другими объектами приходится готовить астронавтов к сложным условиям и создавать специальные тренажеры и защиту.

Длительное пребывание в микрогравитации негативно сказывается на организме, но НАСА стараются исправить это положение, чтобы без проблем построить марсианские и лунные колонии.

Мы должны быть благодарны за гравитацию Земли, но это и наша ноша, усложняющая процесс освоения чужих миров. Мы прикованы к дому и чувствуем себя здесь прекрасно, но вынуждены ограничивать себя лишь этим шаром.

• Интересные факты о планете Земля;
• Как погибнет Земля;
• Как закончится жизнь на Земле?
• Как Земля защищает нас от космоса?
• Самая похожая на  Землю планета
• Как появилась вода на Земле?
• Кто открыл Землю?
• Разрушение Земли
• Смогут ли люди передвинуть Землю?
• Как сформировалась Земля

Строение Земли

• Сколько спутников у Земли;
• Земля круглая?
• Почему Земля круглая?
• Есть ли у Земли кольца?
• Насколько большая Земля?
• Возраст Земли;
• Масса Земли;
• Земная гравитация
• Сколько весит Земля?
• Сколько весит Земля? Сравнение;
• Размер Земли
• Диаметр Земли;
• Окружность Земли
• Плотность Земли
• Магнитное поле Земли;
• Геомагнитный разворот

Поверхность Земли

• Поверхность Земли;
• Что такое поверхностная земная зона?
• Терминатор Земли
• Сколько километров займет путь вокруг Земли?
• Эффект Альбедо
• Альбедо Земли
• Гравитация Земли;
• Температура на Земле;

Положение и движение Земли

• Земля, Солнце и Луна;
• Что приводит к смене дня и ночи?
• Циклы Миланковича
• Солнечный день
• Как долго солнечный свет добирается к Земле?
• Вращение Земли вокруг Солнца;
• Что такое земное вращение?
• Почему Земля вращается?
• Что произойдет, если Земля перестанет вращаться?
• Почему Земля наклонена?
• Северный магнитный полюс
• Орбита Земли;
• Прецессии равноденствий
• Расстояние от Земли до Солнца;
• Ближайшая к Земле звезда;
• Ближайшая к Земле планета;

• Сколько длится день на Земле;
• Зимнее солнцестояние
• Сколько длится земной год;
• Скорость вращения Земли;
• Ось вращения Земли;
• Наклон Земли;

Во что мы будем одеваться?

Система производства кислорода не избавит людей от необходимости периодически носить скафандры. Даже в случае, если система добычи кислорода окажется удачной, на планете останутся территории, непригодные для дыхания. Плюс к этому на Марсе происходят резкие перепады температур: от -157°С до +121°С. Без специальной одежды человек не сможет выжить в подобных условиях.

Для прогулок по Марсу NASA разработала два скафандра нового поколения, способных работать в автономном режиме до восьми часов. Они помогут защитить космонавтов от непригодных для жизни температур и радиации. Дизайнеры проекта обещают, что новые скафандры не будут сковывать движения: в них будет удобно ходить и даже прыгать. Изначально костюмы создавались для высадки человека на Луну, при добавлении небольшого количества модификаций они подойдут и для будущих жителей Марса.

Презентация марсианских скафандров NASA

Интересные факты о Марсе для детей

1. Размер красной планеты весьма мал

Размер

Можно подумать, что он является близнецом Земли, но его диаметр всего лишь около половины диаметра Земли, — 6800 км в поперечнике.

Масса

Общая масса составляет около 10% массы Земли. Сила тяжести на поверхности — 37%, от Земной.

3. Объём и плотность

Объем и плотность

Научные факты про Марс говорят, что средняя его плотность равна 3,94 грамма на кубический сантиметр (г/см3). Для сравнения, плотность Земли составляет 5,52 г/см3. Одна из причин низкой плотности, по сравнению с Землей, в том, что он имеет только 10% от массы Земли.

4. Строение планеты

Внутренняя структура

Марс по строению похож на Землю, он также имеет ядро, которое в основном состоит из железа и серы, мантии, состоящей из силикатов и коры, сделанной из базальта с примесями оксида железа, которая дает планете характерный красноватый оттенок.

Его ядро, как и Земное, состоит из основного компонента — железа. На этом сходство заканчивается. Ядро Земли расплавлено и находится в постоянном движении. Внутреннее ядро вращается в противоположном направлении, в отличие от внешнего. Это взаимодействие создает магнитное поле, которое защищает нашу поверхность от солнечной радиации.

Марсианское ядро

Является твердым и не вращается. Считается, что оно имеет размер около 2960 км в диаметре. Планета не имеет магнитного поля из-за чего постоянно подвергается солнечному излучению.

Мантия

Мантия покрывает ядро. У планеты нет движения тектонических плит, поэтому поверхность не меняется и углерод не удаляется из атмосферы. Мантия считается довольно мягкой.

Земная кора образовалась в результате вулканической деятельности миллиарды лет назад. Ее размер колеблется между 50 и 125 км. Большая часть поверхности Марса покрыта порошком из оксида железа. Учитывая легкость пыли и высокую скорость ветра на Марсе, его поверхность постоянно подвергается изменению в относительно короткие сроки.

5. Орбита

Расстояние до Солнца

Орбита Марса по эксцентричности занимает второе место в Солнечной системе. Только орбита Меркурия имеет больший эксцентриситет. В перигелии он находится на расстоянии 206,6 млн. км от Солнца, а в афелии 249,2 млн. км. Среднее расстояние от него до Солнца (так называемая большая полуось) равна 228 млн. км. На один оборот у Марса уходит 687 земных дней. Расстояние до Солнца изменяется в зависимости от гравитационного влияния других планет, а эксцентриситет может измениться с течением времени. Совсем недавно, примерно 1,350 млн. лет назад он имел почти круговую орбиту.

6. Ось вращения и сезоны

Продолжительность года и сезоны

Марс, как и все планеты Солнечной системы, имеет наклон оси, составляющий около 25,19 градусов. Этот наклон, похож на Земной, так что у него есть сезоны. Марсианские сезоны дольше Земных, потому что год на нем почти вдвое длиннее земного года. Резко меняющееся расстояние между Марсом в афелии и перигелии означает, что его сезоны не сбалансированы.

7. Движение по орбите

Легче всего наблюдать Марс, когда он находится в оппозиции — ближайшей к нам точке своей орбиты. Расстояние, во время сближения, колеблется от 54 до 103 млн. км в связи с их положением планет на своих орбитах. Последняя оппозиция была 3 марта 2012.

8. Атмосфера

Атмосфера

Воздух на Марсе смертелен для человека. Размер его атмосферы всего лишь 1% от Земной. Он состоит из 95% двуокиси углерода, 3% азота, 1,6% аргона, и следовых количеств кислорода, водяного пара и других газов.

9. Температура

Температура

Марс это мир экстремальных погодных условий. В целом, там очень холодно, средняя температура поверхности около -47 °C. В течение лета, близ экватора, температура может достигать 20 °C в течение дня, но падать до -90 °С ночью. Это 110 ° градусов разницы температур создают ветра, которые достигают скорости торнадо. После того как начинаются эти ветры, в воздух поднимается пыль из оксида железа, которая охватывает всю планету.

10. Ваш вес

Вес

Сила притяжения на Марсе составляет всего 38% от Земного эталона, поэтому если на Земле вы весите 100 кг, то на Марсе весы покажут 38 кг!

Коротко про Марс

Как видите, планета Марс для детей, представляет собой целую сокровищницу загадок и интересных открытий!

Насколько сильна гравитация на Марсе?

В силу слабого и неравномерно распределенного магнитного поля, гравитация на Марсе имеет столь же низкие параметры. Если быть точнее, сравнительно с земной силой притяжения, она на 62% слабее. Поэтому все субъекты, находящиеся здесь в разы теряют свою истинную массу.

Сила притяжения на Марсе зависит от нескольких параметров: массы, радиуса, а также плотности. Несмотря на то, что площадь Марса приближается к показателям площади Земли, существуют большие различия плотности и диаметров планет, масса Марса на 89% меньше земной.

Имея данные двух схожих планет, учеными была вычислена сила притяжения Марса, которая достаточно отличается от земной. Сила гравитации на Марсе так же ослаблена, как и магнитное поле. Низкая гравитация перестраивает работу живого существа. Поэтому длительное пребывание человека на Красной плане может негативным образом сказаться на здоровье. Если будет найден путь преодоления последствий слабого притяжения на здоровье человека, время освоения других планет стремительно приблизится.

Помимо силы тяготения, на самой планете существует величина – гравитационная постоянная, показывает силу тяготения между планетами. Она вычисляется относительно двух планет, Марса и Земли, Марса и Солнца отдельно с учетом расстояния между ними. Эта величина является основополагающей, так как от силы тяготения планет зависит и расстояние между ними.

Почему Марс потерял магнитное поле

Из версий о причинах утраты магнитосферы наиболее убедительной считается гипотеза профессора Джафара Аркани-Хамеда из университета в Торонто. Проведя компьютерное моделирование, он доказал высокую вероятность того, что катастрофа связана со взаимодействием планет солнечной системы, в частности с влиянием Юпитера на пояс астероидов.

Под влиянием этого газового гиганта достаточно массивное тело, сопоставимое по размерам с малой планетой, было вытолкнуто со своей орбиты и, захваченное Марсом, сделалось его спутником с постоянно уменьшающимся радиусом обращения.

При снижении спутника до 50-75 тыс. км возникла конвекционная нестабильность марсианского ядра, что привело его в движение, создав эффект динамо. Возникло общепланетное магнитное поле, которое могло просуществовать до 400 млн лет, надежно прикрывая планету.

Однако сила притяжения Марса продолжала действовать на астероид, заставляя его снижаться до тех пор, пока на пределе Роша (2,44 радиуса планеты) он не разрушился и обломки его не рухнули на поверхность.

Две стороны планеты Марс. Credit: Rock-cafe

Марс получил из космоса удар такой силы, что деформировалась твердая кора планеты.

Астрономы находят этому подтверждение в наличии гигантского кратера в области Эллада (южное полушарие) и антиподной ей группе вулканов во главе с крупнейшей в солнечной системе горой Олимп (северное), поднимающейся над окружающей равниной на 26 км.

Утрата спутника повлекла за собой остановку вращения ядра и исчезновение планетарного поля. Остаточные магнитные явления неравномерно распределились по поверхности Марса и связаны, скорее всего, с особенностями геологических пород.

Где мы будем жить на Марсе?

Разработчики из NASA одобрили проект архитектурной компании AI SpaceFactory. Архитекторы предлагают строить дома из марсианской земли. Такой подход поможет снизить время и стоимость строительства, поскольку не придется завозить материалы с Земли. Дома при этом будут напоминать огромные вазы или пчелиный улей. Такая форма нужна для смягчения атмосферного давления Марса.

Марсианский дом-«улей»

Инженеры собираются строить здания при помощи 3D-печати. Кроме материалов с Марса они планируют использовать базальт и возобновляемый биопластик. Дома будут состоять из внешней оболочки, которая способна защитить здание от сильных ветров, и внутренней отделки, создающей интерьер.

Предполагается, что каждый дом подходит для комфортного проживания четырех человек, но в то же время в них достаточно пространства для марсианских вечеринок. Дом состоит из четырех этажей: первый для влажной обработки скафандра, второй этаж с кухней и два верхних со спальнями и зоной отдыха. Сами спальни напоминают капсулы полузакрытой формы без дверей.

Жизнь на Марсе может проходить внутри такой «капсулы»

(Фото: AI SpaceFactory)

Еще один проект домов разработан архитектурной компанией Zopherus из Арканзаса. Она также предлагает использовать 3D-печать и материалы с Марса. Инженеры собираются выпускать на поверхность робота, похожего на паука. Вначале он автономно перемещается по поверхности и ищет подходящее место для строительство дома, а затем плотно прилегает к земле и начинает строить дом из окружающих материалов.

Робот из проекта Zopherus

(Фото: NASA)

Проект, правда, разработан не для постоянного проживания, а для космонавтов, прилетевших на Марс с первой миссией. Предполагается, что они проведут в таком здании около года. Дизайн здания получил первое место на конкурсе NASA по проектированию жилья на Марсе. Теоретически такие здания возможно возвести еще до прибытия человека, и они будут ждать своих жильцов столько, сколько потребуется.

Как может выглядеть жизнь на Марсе

Предлагаемые миссии

NASA предлагает осуществить пилотируемую миссию на Марс — которая состоится в 2030-х годах с использованием многоцелевого транспортного средства «Орион» и ракеты SLS — но это не единственное предложение по отправке людей на Красную планету. В дополнение к другим федеральным космическим агентствам, существуют планы по освоению у частных корпораций и некоммерческих организаций, некоторые из которых довольно амбициозны и преследуют не только ознакомительные цели.

Европейское космическое агентство давно планирует отправить людей на Марс, только вот строить нужный транспорт так пока и не начало. Российское федеральное космическое агентство Роскосмос планирует пилотируемую миссию на Мар,с и в запасе есть проведенные испытания модели «Марс-500» еще в 2011 году, в ходе которых в течение 500 дней имитировались летные условия полета на Марс. Впрочем, ЕКА тоже принимало участие в этом эксперименте.

В 2012 году группа голландских предпринимателей раскрыла планы на краудфандинговую компанию по созданию марсианской базы, которое начнется в 2023 году. План MarsOne предусматривает серию односторонних миссий с целью создания постоянной и расширяющейся колонии на Марсе, которые будут финансироваться при помощи сбора средств через СМИ.

Другие детали плана MarsOne включают отправку телекоммуникационного орбитального аппарата к 2018 году, марсохода к 2020 году и компонентов базы вместе с колонистами к 2023 году. База будет оснащена 3000 квадратных метров солнечных панелей, а оборудование будет доставлено с помощью ракеты SpaceX Falcon 9 Heavy. Первая команда из четырех астронавтов должна будет приземлиться на Марс в 2025 году; после этого, через каждые два года будет прибывать новая группа.

2 декабря 2014 года директор по продвинутым системам человеческого исследования и операционным миссиям NASA Джейсон Крусан и зампомощника администратора по программам Джеймс Рейтнер анонсировали предварительную поддержку инициативе Boeing под названием Affordable Mars Mission Design (проект доступной миссии на Марс). Запланированная на 2030-е годы, миссия включает планы по созданию радиационной защиты, искусственной гравитации с помощью центрифуги, повторной поддержки расходными материалами и аппарата для возвращения.

В 2014 году SpaceX начала разработку большого ракетного двигателя Raptor для MCT, однако MCT не начнет работу до середины 2020-х. В январе 2015 года Маск заявил, что надеется представить детали «совершенно новой архитектуры» системы марсианского транспорта в конце 2015 года.

Настанет день, когда спустя поколения терраформирования и многочисленные волны колонистов Марс заполучит жизнеспособную экономику. Возможно, на Красной планете будут добываться минералы, их можно будет отсылать на Землю для продажи. Запуск драгоценных металлов вроде платины будет относительно недорогим, благодаря низкой силе тяжести на планете.

Однако Маск считает, что наиболее вероятный сценарий (для обозримого будущего) включает экономику недвижимости. По мере того как население Земли будет расти, будет расти желание убраться отсюда подальше, а также инвестировать в недвижимость Марса. И как только система транспорта будет налажена и отработана, инвесторы будут рады начать строительство на новых землях.

Однажды на Марсе заведутся настоящие марсиане — и это будем мы.

Минусы низкой гравитации

Как можно заметить, опираясь на материал, изложенный выше, сила тяжести на Марсе является более низкой в сравнении с его «соседкой» — Землёй

Известно, что в таких условиях среднестатистический человек страдает от потери костной массы, в связи с этим в процессе освоения планеты стоит принимать во внимание продолжительное влияние невысокой силы тяжести на тело и организовывать научные исследования. Преодоление этого аспекта может дать хороший старт для освоения человечеством других планет.
Таким образом, несмотря на сходства, планеты Земля и Марс различны, в том числе и по гравитации

Карусель

Каждый знает, как вращение карусели воздействует на тело. Поэтому устройство искусственной гравитации по этому принципу кажется наиболее реальным.

Все, что находится в диаметре карусели, стремится выпасть из нее со скоростью, примерно равной скорости вращения. Выходит, что на тела действует сила, направленная вдоль радиуса вращающегося объекта. Это очень похоже на гравитацию.

Итак, требуется корабль, имеющий цилиндрическую форму. При этом он должен вращаться вокруг своей оси. Между прочим, искусственная гравитация на космическом корабле, созданная по этому принципу, достаточно часто демонстрируется в научно-фантастических фильмах.

Бочкообразный корабль, вращаясь вокруг продольной оси, создает центробежную силу, направление которой соответствует радиусу объекта. Чтобы вычислить получаемое ускорение, требуется разделить силу на массу.

Знающим физику людям посчитать это будет совсем не сложно: a = ω²R.

В этой формуле результат расчетов – ускорение, первая переменная – узловая скорость (измеряется в количестве радиан в секунду), вторая – радиус.

Согласно этому, для получения привычной нам g, необходимо грамотно сочетать угловую скорость и радиус космического транспорта.

Подобная проблема освещена в таких фильмах, как «Интерсолах», «Вавилон 5», «2001 год: Космическая одиссея» и подобных им. Во всех этих случаях искусственная гравитация приближена к земному ускорению свободного падения.

Как бы ни была хороша идея, реализовать ее достаточно сложно.