Марс давно считается главной целью будущих пилотируемых космических миссий. NASA, Китай, SpaceX и другие организации рассматривают Красную планету как следующий шаг после Луны. Однако чем больше ученые изучают марсианскую среду, тем очевиднее становится: Марс — крайне враждебный мир, где опасность представляют не только радиация и холод, но даже сама пыль.
Новое исследование, опубликованное группой ученых из Университета Южной Калифорнии, подробно анализирует медицинские риски длительного пребывания человека на Марсе. Работа показывает, что марсианская среда способна вызывать целый комплекс угроз для организма — от повреждений легких до повышенного риска онкологических заболеваний и неврологических нарушений.
По мнению авторов исследования, многие из этих проблем пока недооценены, а подготовка пилотируемых экспедиций требует значительно более глубокого понимания биологических и медицинских последствий пребывания на Красной планете.
Почему Марс настолько опасен для человека
На первый взгляд Марс кажется относительно «землеподобным» миром:
- у него есть атмосфера;
- наблюдаются сезоны;
- имеются полярные ледяные шапки;
- сутки почти совпадают с земными;
- существуют следы древних рек и озер.
Однако условия на планете крайне далеки от пригодных для жизни человека.
Основные параметры марсианской среды:
- средняя температура около −63 °C;
- атмосферное давление примерно в 160 раз ниже земного;
- атмосфера состоит главным образом из углекислого газа;
- почти отсутствует глобальное магнитное поле;
- поверхность постоянно подвергается воздействию космической радиации.
Даже кратковременное пребывание человека на поверхности без защиты привело бы к быстрой гибели.
Главная проблема — марсианская пыль
Одной из самых серьезных угроз исследователи называют марсианскую пыль. На Земле пыль обычно воспринимается как бытовая проблема, но на Марсе она может представлять прямую опасность для здоровья.
Марсианская пыль отличается сразу несколькими опасными свойствами:
- чрезвычайно мелкий размер частиц;
- высокая абразивность;
- химическая реактивность;
- способность проникать в оборудование и легкие.
Частицы настолько малы, что способны проникать глубоко в дыхательную систему и потенциально попадать в кровоток.
На Марсе обнаружены токсичные перхлораты
Особую опасность представляют перхлораты — химические соединения хлора и кислорода, широко распространенные в марсианском грунте.
Перхлораты были впервые обнаружены посадочным аппаратом Phoenix в 2008 году. Позже их наличие подтвердили и другие миссии.
На Земле подобные вещества считаются токсичными:
- они влияют на работу щитовидной железы;
- нарушают обмен веществ;
- способны вызывать проблемы с развитием нервной системы;
- опасны при длительном воздействии.
Если марсианская пыль с перхлоратами будет попадать внутрь жилых модулей, это может стать серьезной медицинской проблемой для экипажа.
Пыль может разрушать технику и скафандры
Проблема не ограничивается медициной.
Марсианская пыль уже неоднократно создавала сложности роботизированным миссиям. Она:
- покрывает солнечные панели;
- ухудшает работу механизмов;
- повреждает уплотнения;
- царапает оптические приборы;
- прилипает к поверхностям из-за электростатических эффектов.
Во время миссий Apollo на Луне астронавты столкнулись с похожей проблемой: лунная пыль проникала в кабины, вызывала раздражение глаз и дыхательных путей, а также быстро изнашивала оборудование.
Марсианская пыль может оказаться еще опаснее из-за присутствия токсичных соединений и длительности будущих экспедиций.
Радиация остается одной из крупнейших угроз
На Земле человечество защищено магнитным полем и плотной атмосферой, которые блокируют большую часть космического излучения. Марс практически лишен такой защиты.
Из-за этого поверхность планеты постоянно подвергается воздействию:
- галактических космических лучей;
- солнечных протонов;
- высокоэнергетических частиц.
Данные марсохода Curiosity показали, что уровень радиации во время полета к Марсу и на поверхности планеты значительно превышает земные показатели.
Длительное воздействие такой среды повышает риск:
- рака;
- повреждений ДНК;
- сердечно-сосудистых заболеваний;
- когнитивных нарушений;
- дегенеративных изменений нервной системы.
Полет к Марсу сам по себе опасен
Даже перелет к Марсу представляет серьезное испытание.
Современные миссии требуют примерно 6–9 месяцев полета в одну сторону. В течение этого времени экипаж находится в условиях микрогравитации и повышенной радиации.
Известные последствия длительной невесомости:
- потеря костной массы;
- атрофия мышц;
- ухудшение зрения;
- нарушения иммунной системы;
- изменения работы сердца;
- перераспределение жидкости в организме.
Исследования астронавтов Международной космической станции показывают, что даже при интенсивных тренировках полностью избежать этих эффектов невозможно.
Марсианская гравитация тоже может стать проблемой
На Марсе сила тяжести составляет примерно 38% земной.
Ученые до сих пор не знают, достаточно ли этого для нормального функционирования человеческого организма в долгосрочной перспективе.
Пока нет данных о том:
- как годы жизни при марсианской гравитации повлияют на кости;
- сможет ли организм нормально поддерживать мышечную массу;
- как изменится работа сердечно-сосудистой системы;
- возможны ли нарушения развития у будущих поколений.
Это одна из причин, почему пилотируемая колонизация Марса остается значительно более сложной задачей, чем часто предполагается в популярной культуре.
Пылевые бури способны охватывать всю планету
Марс известен своими гигантскими пылевыми бурями.
Некоторые из них настолько масштабны, что покрывают почти всю планету на недели и месяцы.
Подобные бури:
- ухудшают видимость;
- уменьшают выработку энергии солнечными панелями;
- повышают риск загрязнения оборудования;
- усиливают воздействие пыли на технику и жилые модули.
Именно глобальная пылевая буря в 2018 году фактически завершила миссию марсохода Opportunity, лишив его энергии.
Авторы исследования отдельно выделяют психологические риски.
Полет на Марс предполагает:
- многолетнюю изоляцию;
- задержки связи с Землей;
- ограниченное пространство;
- высокий уровень стресса;
- невозможность быстрой эвакуации.
Сигнал между Землей и Марсом может идти до 22 минут в одну сторону. Это исключает возможность общения в реальном времени.
Подобные условия способны серьезно влиять на психическое состояние экипажа.
Ученые ищут способы защиты
Несмотря на все риски, исследования Марса продолжаются.
Сегодня ученые и инженеры рассматривают различные методы защиты:
- подземные базы;
- экранирование радиации водой или реголитом;
- системы фильтрации пыли;
- новые материалы для скафандров;
- искусственную гравитацию во время перелета;
- закрытые биорегенеративные системы жизнеобеспечения.
Также активно изучаются медицинские контрмеры против радиации и длительной микрогравитации.
Роботы пока остаются намного эффективнее
Авторы исследования подчеркивают, что роботизированные миссии сегодня значительно безопаснее и дешевле пилотируемых.
Марсоходы уже выполняют огромный объем научной работы:
- исследуют геологию;
- ищут следы древней воды;
- анализируют атмосферу;
- собирают образцы;
- тестируют технологии для будущих миссий.
Однако человек обладает преимуществами в гибкости, скорости принятия решений и возможности проводить сложные полевые исследования.
Именно поэтому NASA и другие организации по-прежнему рассматривают пилотируемые экспедиции как долгосрочную цель.
Марс остается одной из самых сложных целей для освоения
Новая работа показывает, что главные проблемы марсианских миссий связаны не только с доставкой людей на планету, но и с выживанием после посадки.
Марс сочетает сразу несколько экстремальных факторов:
- токсичную пыль;
- радиацию;
- холод;
- низкое давление;
- слабую гравитацию;
- психологическую изоляцию.
Именно поэтому многие ученые считают, что полноценная пилотируемая экспедиция на Марс потребует значительно более сложных технологий, чем высадка человека на Луну.
Несмотря на это, исследования Красной планеты продолжаются, а сам Марс остается главным кандидатом на первую долговременную внеземную базу человечества.
Источники:
Статья создана по материалам UniverseToday.com
