Ожидания и страхи землян перед Марсом находили отражение в художественной культуре. В «Войне миров» Герберт Уэллс явно продемонстрировал, что вторжение марсиан может быть весьма и весьма опасным для обитателей голубой планеты. А паника после радиотрансляции в 1938 году подтверждает тот факт, что сами земляне также не исключают вероятности вторжения своих ближайших соседей по Солнечной системе.
Реальная история отношений человека и планеты Марс немного прозаичнее, но не менее увлекательна. Всего 50 лет назад были получены первые снимки планеты в высоком разрешении. Сегодня мы уже знаем, что на Марсе есть жидкая вода — главный элемент жизни. Теперь вопрос о том, как будет разворачиваться освоение Марса упирается только в то, когда на планете появятся первые колонисты. Ученые готовятся к этому событию изо всех сил — технологии, которые могут понадобиться для этого уже известны, и в данный момент проходят тесты в условиях, приближенных к реальности.
Модульное жильеБудущие колонисты будут жить в специально созданной жилой среде. Она будет состоять из модулей, которые будут пригодны для транспортировки и быстрого монтажа на поверхности Марса. Сейчас, в NASA проходят тренировки по сборке и жизни в подобных жилищах. Проект HERA является самодостаточной средой, которая имитирует условия жизни в глубоком космосе. Двухэтажное жилище с рабочими пространствами, спальнями, гигиеническими модулями и шлюзовым отсеком.
Космическая фермаБез выращивания злаков и овощей колонистам попросту не обойтись, ведь увезти с собой можно только ограниченное количество пищи. Непрерывный источник пищи в условиях глубоко космоса можно добыть только фермерской деятельностью — благо технологии выращивания злаков и овощей в питательном растворе сегодня известны очень хорошо.
В NASA делают ставку на картофель, как на источник резистентного крахмала и углеводов. Методики выращивания картофеля и других овощей уже обкатаны на международной космической станции. Использование красного, синего и зеленого цвета помогает запустить механизмы вегетативного роста. Урожаи таких овощей вполне удовлетворяют ожиданиям.
Рекуперация водыХотя на Марсе и есть вода, использовать ее для питья вряд ли стоит. Первые колонисты смогут взять с собой лишь ограниченное количество воды, а это значит, что только система рекуперации жидкости может решить проблему. Такая система существует и постоянно совершенствуется сотнями изобретателей.
На Международной космической станции ни капли пота, слез или мочи не уходит в отходы. Восстановленная и переработанная вода используется для гигиены, полива фермы. Такую воду вполне можно пить, особенно если завести на борту марсианской станции центрифугу для микродистилляции.
Марсианский скафандрДля работы в открытом космосе применяется комплекс EMU (Extravehicular Mobility Unit), создающий вокруг человека тонкую, но очень надежную оболочку жизни. Жесткий EMU спасает от микрометеоритов, солнечной радиации, охлаждения, перегрева, а также обеспечивает стабильное внутреннее давление, вентиляцию и связь. Надеть 140-килограммовый EMU в одиночку невозможно — процедура облачения и проверки бортовых систем занимает около трех часов.
МарсоходУченые планируют использовать марсоход как платформу для изучения условий на Марсе в контексте постройки обитаемой базы на его поверхности. В частности, наследник Curiosity оценит опасность марсианской пыли и измерит долю угарного газа в его атмосфере. Конструктивно новый марсоход будет состоять по большей части из узлов и деталей, которые разрабатывались для Curiosity. Таким образом, это позволит снизить себестоимость разработки устройства с 2,5 миллиарда долларов до 1,5. Кроме всего прочего, учёным придётся снизить и количество научного оборудования, а также упростить некоторые аналитические модули. На Curiosity установлено научного оборудования почти на 2 миллиарда долларов США. На новом марсоходе оборудования поставят всего на 100 миллионов. Он не будет нести ни масс-спектрометра, ни некоторых других узлов, однако будет установлен ультрафиолетовый спектрометр, способный обнаруживать органические вещества.
Ионный двигательNASA вело проект «Прометей», для которого разрабатывался мощный ионный двигатель, питающийся электричеством от бортового ядерного реактора. Предполагалось, что такие двигатели в количестве восьми штук могли бы разогнать аппарат до 90 км/с. Первый аппарат этого проекта Jupiter Icy Moons Explorer планировалось отправить к Юпитеру в 2017 году, однако разработка этого аппарата была приостановлена в 2005 году из-за технических сложностей. В 2005 году программа была закрыта. В настоящее время идёт поиск более простого проекта АМС для первого испытания по программе «Прометей».
Солнечные панелиНАСА выбрало солнечные панели MegaFlex компании ATK для установки на своих перспективных космических кораблях. Компания ATK получила контракт стоимостью 6,4 млн долл. на дальнейшую разработку солнечных панелей Megaflex, которые смогут вырабатывать в 10 раз больше энергии, чем крупнейшие современные спутниковые солнечные панели. Это не только весьма важный компонент для будущих "традиационных" кораблей на химическом топливе, но и основная часть перспективного корабля НАСА на электрореактивной тяге (Solar Electrical Propulsion spacecraft).
Солнечные панели MegaFlex разработаны специально для удовлетворения предполагаемой высокой потребности в энергии - 350 кВт и выше. При этом новые панели должны будут иметь очень малый вес и небольшой объем в сложенном состоянии. Технологии MegaFlex основаны на очень удачных и проверенных панелях UltraFlex, которые, например, питали аппарат НАСА Mars Phoenix Lander. Они находятся в серийном производстве и будут применяться на многих перспективных аппаратах. В частности, на КК Orion устанавливаются легкие и компактные панели UltraFlex, которые при диаметре всего 6 м выдают мощность в 15 кВт.
Радиоизотопный термоэлектрический генераторРТГ (радиоизотопные термоэлектрические генераторы) являются основным источником электропитания на космических аппаратах, имеющих продолжительную миссию и сильно удаляющихся от Солнца (например Вояджер-2 или Кассини-Гюйгенс), где использование солнечных батарей неэффективно или невозможно.
Плутоний-238 в 2006 г. при запуске зонда New Horizons к Плутону нашел свое применение в качестве источника питания для аппаратуры космического аппарата. Радиоизотопный генератор содержал 11 кг высокочистого диоксида 238Pu, производящего в среднем 220 Вт электроэнергии на протяжении всего пути (240 Вт в начале пути и, по расчётам, 200 Вт к концу).
Зонды Галилео и Кассини были также оборудованы источниками энергии, в качестве топлива для которых служил плутоний. Марсоход Curiosity получает энергию благодаря плутонию-238. Марсоход использует последнее поколение РИТЭГов, называемое Multi-Mission Radioisotope Thermoelectric Generator. Это устройство производит 125 Вт электрической мощности, а по истечении 14 лет — 100 Вт.
Кислородный банкЕда, вода и кислород — три слагаемых, которые делают возможной жизнь людей вне Земли. Если с едой и водой все более-менее понятно, то с кислородом все не так однозначно. На Марсе не получится просто так выйти подышать свежим воздухом. Сегодня специалисты НАСА склоняются к «оксигенатору» — системе, которая производит кислород при помощи электролиза, который расщепляет молекулы воды на составляющие ее атомы водорода и кислорода.
