Colonización de marte

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Debido a la distancia relativamente corta a la Tierra y las características naturales, Marte , junto con la Luna , es el candidato más probable para el establecimiento de una colonia humana en un futuro previsible. Viajar a Marte desde la Tierra requiere la menor cantidad de energía, a excepción de Venus . Una persona no podrá vivir en la superficie de Marte sin equipo de protección. Sin embargo, en comparación con las condiciones en los calientes Mercurio y Venus, los fríos planetas exteriores y la Luna y los asteroides sin atmósfera , las condiciones en Marte son mucho más vivibles .

Goles

Los siguientes se nombran como objetivos para la colonización de Marte:

• Creación de una base permanente para la investigación científica de Marte y sus satélites, en el futuro, para el estudio y también, posiblemente, la colonización del cinturón de asteroides (incluida la minería en ellos ) y planetas distantes del Sistema Solar [1] [2] .
• Extracción industrial de minerales valiosos. Por un lado, Marte puede ser bastante rico en recursos minerales, y debido a la falta de oxígeno libre en la atmósfera, es posible que tenga ricos depósitos de metales nativos : cobre , hierro , tungsteno , renio , uranio , oro [3] ; y la extracción de estos elementos en sí misma puede ser mucho más fructífera que en la Tierra, ya que, por ejemplo, debido a la ausencia de una biosfera y un fondo de alta radiación, las cargas termonucleares pueden usarse a gran escala para abrir cuerpos minerales [4] . Por otro lado, en este momento, el costo de entregar bienes y organizar la producción en un ambiente agresivo es tan alto que ninguna riqueza de depósitos asegurará un retorno de la producción, al menos uno rápido [1] .

• Resolviendo los problemas demográficos de la Tierra [1] [5]

• Creación de la " Cuna de la Humanidad " en caso de un cataclismo global en la Tierra [1] .

Así, sólo el primer objetivo es relevante en el momento actual y en un futuro próximo. Varios entusiastas de la idea de la colonización de Marte creen que con grandes costos iniciales para organizar una colonia en el futuro, siempre que se logre un alto grado de autonomía y la organización de la producción de algunos materiales y elementos esenciales (principalmente oxígeno, agua , alimentos ) de los recursos locales, este camino para realizar investigaciones será generalmente más rentable que enviar expediciones de regreso o crear estaciones-asentamientos para trabajar en forma rotativa. Además, en el futuro, Marte puede convertirse en un campo de pruebas conveniente para experimentos científicos y técnicos a gran escala que son peligrosos para la biosfera terrestre .

Idoneidad para el desarrollo

Factores que facilitan la colonización

• El día marciano (sol) es de 24 horas 39 minutos 35,244 segundos [6] , que es muy parecido al de la Tierra [4] .
• La inclinación del eje de Marte al plano de la eclíptica es de 25,19°, y la de la Tierra es de 23,44° [7] [6] . Como consecuencia, en Marte, como en la Tierra, se produce un cambio de estaciones [4] , aunque tarda casi el doble, ya que el año marciano dura 687 días (más de 1,88 veces más que el terrestre ) [8] .
• Marte tiene una atmósfera . A pesar de que su densidad es solo el 0,7% de la de la Tierra [6] , proporciona cierta protección contra la radiación solar y cósmica , los micrometeoritos y también facilita la desaceleración aerodinámica de la nave espacial [4] .
• La debilidad de la gravedad marciana significa un valor menor (más del doble en comparación con la Tierra) de la segunda velocidad cósmica [7] , lo que simplifica el despegue de las naves espaciales desde la superficie del planeta.
• Marte tiene agua [9] en forma de depósitos de hielo de agua significativos y directamente accesibles [8] .
• Los parámetros del suelo marciano ( proporción de pH , presencia de elementos químicos necesarios para las plantas y algunas otras características) son similares a los de la Tierra, y las plantas se pueden cultivar en suelo marciano [10] [4] . Considerando la gran cantidad de dióxido de carbono (95.32%) en la atmósfera [6] [11] , esto nos permite contar (si hay suficiente energía) con la posibilidad de producir alimento vegetal, así como extraer agua y oxígeno de los locales . recursos, lo que reduce significativamente la necesidad de tecnologías de soporte vital de ciclo cerrado que se necesitarían en la Luna, asteroides o en una estación espacial lejos de la Tierra .
• La composición química de los minerales comunes en Marte es más diversa que la de otros cuerpos celestes cercanos a la Tierra. Según algunos empresarios, son suficientes para abastecer no sólo al propio Marte, sino también a la Luna , la Tierra y el cinturón de asteroides [12] .
• Hay lugares en la Tierra donde las condiciones naturales son similares a los desiertos marcianos, similares en apariencia al paisaje marciano. En el ecuador de Marte en los meses de verano es tan cálido (+20 °C ) como en la Tierra [7] . La presión atmosférica en la Tierra a una altitud de 34.668 metros, el punto más alto alcanzado por un globo con una tripulación a bordo [13]  , supera la presión máxima en la superficie de Marte en solo unas 2 veces.
• Marte tiene dos satélites naturales, Fobos y Deimos . Son mucho más pequeños y están más cerca del planeta que la Luna de la Tierra [6] [14] . Estos satélites pueden resultar útiles para probar las instalaciones de colonización de asteroides .

Factores que complican la colonización

• La aceleración de caída libre en Marte es de unos 3,71 m/s 2 , es decir, 0,38 g [6] . Todavía se desconoce si esto es suficiente para evitar los problemas de salud que conlleva la ingravidez [4] .
• Debido al hecho de que Marte está más lejos de la Tierra que del Sol , la cantidad de energía solar que llega a su superficie es solo el 43% de este valor para la Tierra [6] .
• La temperatura de la superficie de Marte es mucho más baja que la de la Tierra: un promedio de -63 ° C. La marca de temperatura superficial máxima es de aproximadamente +30 °C (al mediodía en el ecuador), la mínima es de -153 °C (en invierno en los polos) [7] [14] [4] .
• La órbita de Marte tiene una excentricidad 6 veces mayor que la de la Tierra [7] , lo que aumenta las fluctuaciones anuales de la temperatura planetaria y la cantidad de energía solar; en este caso, como en la Tierra, las fluctuaciones estacionales locales son mayores que las que dependen de la excentricidad.
• La presión atmosférica en Marte es menos del 1% de la de la Tierra [14] , que es demasiado baja para que los humanos sobrevivan sin un traje de aire [4] . Además, la composición de la atmósfera es muy diferente a la de la tierra: contiene un 95,3 % de dióxido de carbono, un 2,7 % de nitrógeno, un 1,6 % de argón y solo una fracción del uno por ciento de oxígeno y agua [6] .
• La radiación de fondo en Marte (aproximadamente 22 milirads por día, pero el valor puede variar significativamente según el terreno, la altitud y los campos magnéticos locales) es 2,5 veces más alta que la radiación de fondo en la Estación Espacial Internacional y alrededor de 13 veces su nivel promedio en países desarrollados modernos, que se acerca a los límites de seguridad establecidos para los astronautas [15] [16] .
• El agua en estado puro no puede existir en la superficie de Marte en estado líquido, e incluso a temperaturas superiores a los 0 °C, debido a la baja presión se sublima , es decir, pasa directamente de un estado sólido a uno gaseoso. Y el líquido encontrado en Marte es una solución salina concentrada [17] , por lo que el alto contenido de percloratos en el suelo pone en duda la posibilidad de cultivar plantas terrestres en el suelo marciano sin experimentos adicionales o sin suelo artificial [18] .
• Marte no tiene un campo magnético generado por un mecanismo similar al de la Tierra ; solo se han encontrado rastros locales de magnetismo residual [14] . Junto con una atmósfera enrarecida (más de 60 veces en comparación con la Tierra [6] ), esto aumenta significativamente la cantidad de radiación ionizante que llega a su superficie . El campo magnético de Marte no es capaz de proteger a los organismos vivos de la radiación cósmica, y la atmósfera (sujeta a su restauración artificial) de la dispersión por el viento solar .

Vuelo a Marte

El tiempo de vuelo de la Tierra a Marte (con las tecnologías actuales) es de 6 a 8 meses [19] ; con un aumento en la velocidad inicial, el tiempo de vuelo se reduce rápidamente, ya que la trayectoria también disminuye . En principio, la entrega a Marte del equipo y suministros mínimos necesarios para el período inicial de existencia de una pequeña colonia no va más allá de las capacidades de la tecnología espacial moderna, teniendo en cuenta los desarrollos prometedores, cuyo período de implementación se estima en una a dos décadas. Por el momento, el problema fundamental no resuelto es la protección de la radiación durante el vuelo; si se resuelve, el vuelo en sí (especialmente si se lleva a cabo "en una dirección") es bastante real, aunque requiere la inversión de enormes recursos financieros y la solución de una serie de problemas científicos y técnicos de varias escalas.

Marte uno

"Mars One" fue un proyecto de recaudación de fondos privado dirigido por Bas Lansdorp que implicó volar a Marte , luego establecer una colonia en su superficie y transmitir todo lo que sucede en la televisión [20] . En 2022 (durante el próximo acercamiento de la Tierra a Marte, que ocurre cada 26 meses), se planeó lanzar una misión de prueba, en 2024, para instalar un satélite de comunicaciones en órbita del Planeta Rojo, dos años más tarde esto fue para ser seguido por un rover que seleccionaría el lugar apropiado para albergar una colonia marciana, y luego seis naves con carga para abastecer a esta última. El lanzamiento de la expedición en sí también estaba planeado para 2031: la primera tripulación de cuatro futuros colonos, privados, sin embargo, de la capacidad técnica para regresar a la Tierra. En el futuro, se suponía que grupos similares se lanzarían cada dos años, al menos cinco veces más seguidas [21] [22] . En 2019, Mars One anunció el cierre del proyecto [23] .

Inspiración Marte

"Inspiration Mars Foundation": una organización estadounidense sin fines de lucro (fundación), fundada por Dennis Tito , planeó enviar una expedición tripulada en enero de 2018 para volar alrededor de Marte . [24] [25]

Nave Espacial del Centenario

The Hundred-Year Starship es un  proyecto cuyo objetivo general es prepararse para una expedición a uno de los sistemas planetarios vecinos dentro de un siglo. Uno de los elementos de preparación es la implementación del proyecto de enviar irrevocablemente personas a Marte para colonizar el planeta. El proyecto es desarrollado desde 2010 por el Ames Research Center  , uno de los principales laboratorios científicos de la NASA . La idea principal del proyecto es enviar personas a Marte para que establezcan una colonia allí y continúen viviendo en esta colonia sin regresar a la Tierra. La negativa a regresar conducirá a una reducción significativa en el costo del vuelo, será posible llevar más carga y tripulación. Otros vuelos traerán nuevos colonos y repondrán sus suministros. La posibilidad de un vuelo de regreso aparecerá solo cuando la colonia, por sí sola, pueda organizar la producción de una cantidad suficiente de los artículos y materiales necesarios a partir de los recursos locales en el lugar (principalmente, estamos hablando de combustible y suministros de oxígeno, agua y comida).

Sistema de Transporte Interplanetario

El Sistema de Transporte Interplanetario es un proyecto de la empresa aeroespacial privada SpaceX , que implica la creación de vehículos espaciales reutilizables para llevar personas a Marte con el objetivo de crear allí una colonia autosuficiente en el futuro. El sistema supone que la poderosa primera etapa lanzará la segunda, la propia nave espacial, a la órbita de la Tierra, y luego regresará debido al aterrizaje del avión; por separado, el repostaje se realizará en varias etapas utilizando otro vehículo especial reutilizable. En el momento en que la Tierra y Marte se ubiquen de la manera más ventajosa, una nave espacial interplanetaria alimentada y cargada se dirigirá a Marte en una rápida trayectoria semielíptica, luego de lo cual seguirá un vuelo con una duración promedio de 115 días. Al llegar a Marte, la nave descenderá a través de la atmósfera y aterrizará con la ayuda de motores a reacción. Tiempo después, cuando los planetas vuelvan a alinearse, tras llenar los tanques con el combustible producido en Marte, la nave podrá despegar hacia la Tierra utilizando únicamente sus propios motores, sin vehículo de lanzamiento, con carga útil y tripulación. Dichos vuelos se repetirán muchas veces a medida que se construya la colonia [2] [26] [27] .

Terraformación de Marte

Tareas principales

• Aumentar la presión de la atmósfera a un nivel en el que el agua podría existir en forma líquida [28] [4] .
• Un aumento de la temperatura en la parte ecuatorial del planeta a +10° - +20°C [28] [4] .
• Creación de un análogo de la capa de ozono para la protección contra la radiación ultravioleta [4] .
• Creación de la biosfera [28] [29] .
• Creación de un campo magnético completo del planeta.

A medida que avanza la terraformación, las condiciones en la superficie de Marte serán más aceptables para estar allí sin trajes espaciales e incluso (después de crear una atmósfera completa) sin máscaras de respiración. Sin embargo, este proceso llevará bastante tiempo: los científicos creen que para que, en particular, el aire sea respirable en Marte, tomará de 300 años a todo un milenio con las tecnologías actuales [2] , y según menos estimaciones optimistas, llevará millones de años [1] [30] .

Caminos

• Colapso controlado en la superficie de Marte de un cometa , uno grande o muchos pequeños asteroides helados del Cinturón Principal o uno de los satélites de Júpiter , para calentar la atmósfera y reponerla con agua y gases [28] [31] [32] . Sin embargo, los métodos de influencia asociados con el lanzamiento en órbita o la caída de un asteroide requieren cálculos exhaustivos destinados a estudiar dicho impacto en el planeta, su órbita, rotación y mucho más [32] .

• Emisión de gases de efecto invernadero a la atmósfera , por ejemplo, dióxido de carbono [30] , amoníaco [33] , metano o compuestos orgánicos artificiales [31] como perfluorocarbonos o clorofluorocarbonos [34] [2] . A su vez, para transferir una gran cantidad de dióxido de carbono y agua a la atmósfera, es posible derretir los casquetes polares [30] [31] , para lo cual es necesario aumentar la temperatura de la superficie de Marte en 4° [ 32] [2] . Es posible oscurecer la superficie de los casquetes para que disminuya su albedo y absorba más energía solar [35] . Para ello, se propuso cubrir los casquetes polares, por ejemplo, con polvo de la superficie de Fobos o Deimos (uno de los cuerpos más oscuros del sistema solar) o plantar allí vegetación adecuada [36] [2] , así como como colocar satélites artificiales en la órbita de Marte capaces de recolectar y enfocar la luz solar con la ayuda de espejos especiales en la superficie de los casquetes para calentarla [28] [31] [32] . La solución con fluorocarbonos costará mucho más [32] : solo para sublimar el casquete polar sur, se necesitan 39 millones de toneladas de clorofluorocarbonos, que es 3 veces la cantidad producida en la Tierra entre 1972 y 1992, y este volumen deberá reponerse anualmente. Además, esto conducirá a la destrucción de la capa de ozono y, por lo tanto, a la protección contra la radiación solar [37] . La tarea, sin embargo, se hace más fácil si estos compuestos se pueden producir localmente: los componentes necesarios deben estar presentes en Marte como planeta terrestre. Es posible que esto también se aplique al metano, que también se propuso obtener de objetos en el sistema solar exterior, lo cual, por supuesto, es mucho más complicado [1] .
• Explosión en los casquetes polares de varias bombas nucleares . La desventaja del método es la contaminación radiactiva del agua liberada [28] [38] .

• Para poner en marcha el mecanismo de la dínamo magnetohidrodinámica , similar a la de la tierra, es necesario que el núcleo exterior del planeta esté en estado líquido. Se han propuesto ideas de que esto se puede lograr mediante una serie de explosiones termonucleares a grandes profundidades cerca del núcleo, o pasando una fuerte corriente eléctrica a través del núcleo, lo que provocará el calentamiento hasta el punto de fusión [40] .
• Es posible crear un campo magnético artificial colocando un anillo superconductor alrededor del planeta conectado a una poderosa fuente de energía [41] .
• También ha habido una propuesta para crear un escudo magnético que proteja a Marte del viento solar para que el planeta pueda restaurar su atmósfera. Podría estar ubicado en el punto de Lagrange L1 entre Marte y el Sol. El campo podría crearse con la ayuda de un gran dipolo: un circuito eléctrico cerrado con una corriente muy fuerte [42] [43] [44] .
• Colonización de la superficie por arqueobacterias (ver archaea ) y otros extremófilos , incluidos los modificados genéticamente, para liberar las cantidades necesarias de oxígeno para la respiración y gases de efecto invernadero o para obtener las sustancias necesarias en grandes volúmenes a partir de las ya disponibles en el planeta [30] [45] [32] . Los experimentos han confirmado la posibilidad de un funcionamiento completo de ciertos organismos terrestres [46]  , líquenes y cianobacterias [47] , así como metanógenos [48] , en las condiciones de Marte simuladas en el laboratorio en Marte . Existe un proyecto de la NASA para probar la posibilidad de crear "biodomos" herméticos ("biodomos"), bajo los cuales el suelo marciano puede ser poblado por colonias de cianobacterias fotosintéticas y algas verdes , la base potencial de un futuro ecosistema habitable [39] .
• Las actividades tecnogénicas -la emisión de gases de efecto invernadero por las centrales nucleares y el transporte, la combustión de combustibles fósiles- que tiene consecuencias negativas para el clima de la Tierra, pueden ser útiles para terraformar Marte [1] .
• Producción de oxígeno directamente de la atmósfera local por descomposición de dióxido de carbono utilizando plasma a baja temperatura [49] [50] .

Principales dificultades

El costo extremadamente alto de enviar colonos y carga a Marte es el principal factor limitante en el proyecto de colonización. Crear una nave espacial para volar a Marte es una tarea difícil. Uno de los principales problemas es la protección de los astronautas frente a los flujos de partículas de radiación solar. Según los resultados de las mediciones directas del detector de radiación RAD a bordo del rover Curiosity , durante el vuelo entre Marte y la Tierra, sus participantes recibirán una dosis potencialmente peligrosa de radiación cósmica del orden de 0,66 sieverts (alrededor de 1,8 milisieverts por día), mientras que según los estándares de la NASA, la dosis máxima permitida es de 0,6 a 1 Sv para mujeres y de 0,8 a 1,2 Sv para hombres (se cree que el riesgo adicional de por vida de desarrollar cáncer a estas dosis no supera el 3%). La piel de la nave puede bloquear solo alrededor del 5% de toda la radiación, partículas del viento solar, y es casi imposible protegerse contra los rayos de alta energía (el 95% restante). Por lo tanto, las naves espaciales que van a Marte deben tener "refugios" especiales u otros medios de protección contra la radiación, o es necesario reducir el tiempo de vuelo [51] [52] [53] [16] [54] . Se proponen varias formas de resolver este problema, por ejemplo, la creación de materiales protectores especiales para el casco [55] o incluso el desarrollo de un escudo magnético similar en mecanismo de acción a uno planetario [56] .

También hay dificultades a la hora de aterrizar en la superficie, que incluye al menos cuatro etapas obligatorias. :

• frenado del motor antes del reingreso
• frenado atmosférico
• frenado atmosférico del motor
• aterrizando en enormes bolsas de aire complejas o con la ayuda de una grúa única.

La "ventana de lanzamiento" para el vuelo interplanetario se abre una vez cada 26 meses. Teniendo en cuenta el tiempo de vuelo, incluso en las condiciones más ideales (la ubicación exitosa de los planetas y la disponibilidad de un sistema de transporte en estado de preparación), está claro que, a diferencia de las estaciones cercanas a la Tierra o una base lunar, un La colonia marciana, en principio, no podrá recibir asistencia operativa desde la Tierra ni evacuar a la Tierra en caso de una situación de emergencia que no pueda manejar por sí sola. Así, solo para sobrevivir en Marte, una colonia debe tener una autonomía garantizada de al menos tres años terrestres. Teniendo en cuenta la posibilidad de ocurrencia durante este período de una variedad de situaciones de emergencia, fallas de equipos, desastres naturales, es claro que para asegurar la supervivencia, la colonia debe tener una importante reserva de equipos, capacidades de producción en todas las ramas de su propia industria y, lo que es más importante, la capacidad de generación de energía, ya que toda la producción y todo el sustento vital de la colonia dependerán en gran medida de la disponibilidad de electricidad en cantidades suficientes.

Con el fin de estudiar posibles problemas durante el vuelo a Marte y estando en el planeta, se realizaron varios estudios [57] : los llamados. estaciones analógicas [58] , se realizaron experimentos simulando las condiciones de una misión tripulada a Marte [59] [60] . Se pueden distinguir los siguientes problemas principales asociados con las condiciones de estadía en Marte:

• Alto nivel de radiación cósmica [15] .
• Fuertes fluctuaciones estacionales y diarias de la temperatura [54] .
• Peligro de meteorito [61] [54] .
• Presión atmosférica baja [54] .
• Polvo con alto contenido en percloratos y yeso [62] . Sus partículas son demasiado pequeñas para estar completamente aisladas de ellas, y sus propiedades electrostáticas (como resultado de la fricción) pueden inutilizar el equipo [63] .
• Tormentas de arena marcianas, que aún no se comprenden completamente y que aún no son posibles de predecir utilizando un satélite meteorológico [63] .
• Pequeño recurso de elementos clave necesarios para la vida (como el nitrógeno , el carbono ) [4] .

Posibles problemas fisiológicos de la tripulación de la expedición a Marte

• Efectos negativos de la exposición a la radiación cósmica [15] [51] [16] [54] . El más peligroso es el viento solar, cuyas partículas, cuando ingresan al cuerpo, provocan daños en la estructura del ADN y la producción de especies reactivas de oxígeno que alteran la estructura de las macromoléculas biológicas. Esto implica un mayor riesgo de desarrollar cáncer, alteración de los órganos internos, inmunidad reducida y una alta incidencia de cataratas por radiación. Al mismo tiempo, el peligro aumenta cuando se producen fuertes erupciones en el Sol: si los astronautas se interponen en el camino de las emisiones relativamente raras de protones de alta energía del Sol, lo más probable es que mueran a causa de una enfermedad por radiación aguda [63] [64 ] . Además, los estudios en animales han demostrado que la acción de la radiación cósmica en las paredes de las arterias conduce a un fuerte aumento de la susceptibilidad a la muerte por enfermedades cardiovasculares ; esto lo confirman las estadísticas de los miembros de la misión lunar Apolo [65] . Otros estudios piloto en roedores indican que la radiación en el espacio puede provocar la degeneración de varios tejidos, incluido el tejido nervioso, y contribuir al desarrollo temprano de la enfermedad de Alzheimer [66] . Finalmente, experimentos recientes en ratones han confirmado que los rayos cósmicos durante los vuelos planificados a Marte amenazan a los astronautas con problemas de memoria, inteligencia y comportamiento característicos de la demencia . Tal efecto de la radiación cósmica no solo amenaza a los cosmonautas con discapacidad, sino que también pone en peligro el logro de los objetivos finales de la misión, ya que los trastornos identificados están directamente relacionados con la toma de decisiones, la velocidad y adecuación de la reacción, el cumplimiento de las tareas y la comunicación. en equipo [67] [64] .
• Adaptación a la gravedad marciana [68] . La influencia de la gravedad reducida (0,38 g) no se ha estudiado lo suficiente: todos los experimentos se llevaron a cabo en un entorno con gravedad o ingravidez . Se desarrolló un proyecto de experimento con ratones en órbita terrestre " Mars Gravity Biosatellite ", pero en 2009 fue cancelado por falta de financiación [69] . Estudios recientes en ratones han demostrado que la exposición prolongada a la ingravidez (espacio) provoca cambios degenerativos en el hígado, así como síntomas de diabetes. Los humanos han experimentado síntomas similares después de regresar de la órbita, pero se desconocen las causas de este fenómeno.
• La ingravidez prolongada durante un vuelo también está lejos de ser inofensiva. En ausencia de gravedad, no hay necesidad del arduo trabajo de los sistemas que en la Tierra tienen para contrarrestarla. En primer lugar, es el sistema musculoesquelético y el sistema cardiovascular. Al observar a una persona en estado de ingravidez, se notaron los siguientes cambios: la sangre corre hacia la parte superior del cuerpo, el corazón comienza a bombear sangre con mayor intensidad, el cuerpo percibe esto como un indicador de exceso de líquido en el cuerpo, como resultado de el cual comienza a secretar hormonas para "establecer" el intercambio agua-sal. Como resultado de todo esto, el cuerpo pierde mucho líquido: el volumen de sangre de los astronautas puede disminuir en casi una cuarta parte, lo que afecta la circulación sanguínea y el metabolismo. Hay una ralentización de la actividad cardíaca, arritmia, redistribución de la sangre (se manifiesta por hinchazón de la cara y trastornos de los órganos de los sentidos debido al aumento de la presión intracraneal) y una disminución del consumo de oxígeno (que conduce a una disminución de la resistencia). Además, con una larga estancia en estado de ingravidez, se produce atrofia muscular con una disminución de su fuerza, y los huesos pierden calcio y potasio y se vuelven más frágiles; este proceso, llamado osteoporosis , conduce a un aumento de los niveles de calcio en la sangre, lo que a su vez contribuye a la formación de cálculos renales, estreñimiento y trastornos mentales. Según los científicos, después de 8 meses en el espacio, una persona necesitará más de dos años para recuperarse [63] [70] [64] . La ingravidez interrumpe el funcionamiento de los sistemas sensoriomotor y vestibular [54] [71] , provocando un estado similar al mareo (sin embargo, la mayoría de los astronautas se adaptan rápidamente). Además, puede afectar negativamente la interacción de una persona con su microbioma, aunque este tema requiere más estudio [64] . Presumiblemente, la microgravedad puede conducir a una discapacidad visual debido al aumento de la presión intracraneal [71] [72] . Por último, la respuesta inmunitaria del organismo se interrumpe [71] debido a la presencia de células inmunitarias en un estado de estrés constante [73] .
• El débil campo magnético en Marte también tiene un efecto perjudicial en el cuerpo, como resultado de lo cual se interrumpe el trabajo del sistema nervioso autónomo en los humanos . Por lo tanto, al aterrizar en Marte en el campamento de cosmonautas, será necesario crear un campo magnético artificial. Este problema tampoco se entiende completamente [63] .
• Las sales de ácido crómico, que pueden estar contenidas en el polvo marciano, pueden causar graves daños al cuerpo humano [63] .
• Inestabilidad ortostática después de aterrizar en el planeta [54] [71] .
• La probabilidad de desarrollar enfermedad por descompresión [71] aumenta , como resultado de lo cual puede ocurrir el bloqueo de pequeños vasos. Las mujeres son más susceptibles a esta enfermedad, así como a los efectos de la radiación, por lo que, según muchos científicos, la participación de mujeres en la primera expedición marciana es indeseable [63] .
• Desnutrición [71] .
• Alteraciones del sueño, disminución del rendimiento, cambios metabólicos [59] [74] [60] . Durante el trabajo prolongado en el espacio, se interrumpe el ciclo de 24 horas de la actividad de la vida humana, como resultado de lo cual se interrumpen el sistema digestivo y el metabolismo [63] . Dado que, en conjunto, esto afecta el éxito de la misión, es necesario (también durante el vuelo) crear condiciones que imiten las terrenales: el cambio de día y noche (iluminación), el modo de trabajo, alimentación y actividad física [ 60] .
• Aspecto psicológico de una larga estancia en un espacio confinado: trastornos cognitivos y conductuales, dificultades con el trabajo en equipo [4] [71] . Para evitar un aumento de la agresión y, como resultado, conflictos entre los astronautas, los científicos proponen, nuevamente, crear condiciones lo más cercanas posible a las terrestres y, además, hacer una selección cuidadosa del equipo en función de la salud psicológica, también. como sobre la base de la fe, las creencias, el estilo de vida y otros aspectos [63] .
• La lejanía de la civilización implica la falta de atención médica adecuada, además, el efecto impredecible del tratamiento debido al almacenamiento prolongado de medicamentos en condiciones de ingravidez y radiación, así como posibles cambios en su distribución y utilización en el cuerpo [71] .

Colony on Mars - fundación y posterior mantenimiento

Posibles lugares de fundación

Los mejores lugares para una colonia gravitan hacia el ecuador y las tierras bajas. En primer lugar es [4] :

• la depresión de Hellas  tiene una profundidad de 8 km, y en su fondo la presión es la más alta del planeta, por lo que esta zona tiene el nivel más bajo de fondo de rayos cósmicos en Marte.
• Mariner Valley  no es tan profundo como Hellas Basin, pero tiene las temperaturas mínimas más altas del planeta, lo que amplía la elección de materiales estructurales.

En el caso de la terraformación, el primer cuerpo de agua abierto aparecerá en Mariner Valley.

Prioridades

• Producción de energía: puede ser nuclear o solar [2] .
• Construcción de refugios [2] [63] . Las áreas residenciales y de trabajo se pueden proteger con suelo marciano, colocándolas debajo de la superficie del planeta o complementándolas con revestimientos protectores especiales, por ejemplo, cerámica, creada a partir del suelo local utilizando tecnología de impresión 3D [15] .
• Extracción de agua del hielo en la capa cercana a la superficie y casquetes polares [2] .
• Síntesis de oxígeno para la respiración, por ejemplo, a partir de dióxido de carbono en la atmósfera y hielo de agua en el suelo usando plantas fotosintéticas [2] [75] o tecnologías más avanzadas [49] .
• Producción de alimentos, que requiere fertilizantes e invernaderos sellados [2] .
• Producción de combustible tanto para transporte terrestre como para vuelos de naves espaciales a la Tierra. Puede ser, por ejemplo, metano sintetizado a partir de dióxido de carbono y agua extraído en Marte [2] .
• Organización de las comunicaciones tanto en Marte [2] como con la Tierra. Para comunicarse con las colonias se puede utilizar la comunicación por radio, que tiene un retraso de 3-4 minutos en cada dirección durante el máximo acercamiento de los planetas (que se repite cada 780 días) y unos 20 minutos en la máxima distancia de los planetas. ; ver Configuración (astronomía) . El retraso de las señales de Marte a la Tierra y viceversa se debe a la velocidad de la luz. Quizás una mejor solución sea utilizar un canal óptico, por ejemplo, basado en tecnología FSO . Sin embargo, el uso de ondas electromagnéticas (incluidas las ondas luminosas) no permite mantener una comunicación directa con la Tierra (sin un satélite repetidor) cuando los planetas se encuentran en puntos opuestos de sus órbitas con respecto al Sol [76] .

Pronóstico de mayor desarrollo

Con la finalización exitosa de las tareas principales de desplegar una colonia autónoma en pleno funcionamiento, que es la etapa más difícil, según estimaciones optimistas, el número de personas que desean migrar a Marte (sujeto a la posibilidad de regresar) puede aumentar exponencialmente [2 ] .

Crítica

Además de los principales argumentos en contra de la idea de la colonización humana del espacio , existen objeciones específicas a Marte:

• La colonización de Marte no es una forma eficaz de resolver los problemas que enfrenta la humanidad, que pueden considerarse como los objetivos de esta colonización. Todavía no se ha descubierto nada valioso en Marte que justifique el riesgo para las personas y los costos de organizar la minería y el transporte , y todavía hay enormes territorios deshabitados para la colonización en la Tierra, cuyas condiciones son mucho más favorables que en Marte, y el cuyo desarrollo costará mucho más barato, incluida Siberia , vastas extensiones de desiertos ecuatoriales , e incluso todo el continente: la Antártida . En cuanto a la exploración de Marte en sí, es más económico realizarla utilizando robots . .
• Algunos están preocupados por la posible "contaminación" del planeta por formas de vida terrestres. La cuestión de la existencia (actual o pasada) de vida en Marte aún no se ha resuelto, y si existe en alguna forma, entonces las acciones de terraformación pueden ser perjudiciales para ella, lo que, según los ecocentristas , es inaceptable [77]. ] [1] .

Las encuestas de opinión pública en los EE. UU., sin embargo, muestran que aproximadamente 2/3 de los encuestados apoyan la idea de enviar personas a Marte y todo tipo de apoyo estatal para este proyecto [78] [79] .

Según el astrónomo Vladimir Surdin , la colonización de Marte no tiene sentido [80] :

Este es un planeta pequeño, no hay adónde dar la vuelta, sería mucho más fácil y eficiente dominar nuestro Sahara, la Antártida, Groenlandia. O aprende a vivir bajo el agua, las tres cuartas partes de la superficie del globo es un reino submarino.

En el arte

Literatura

• Martian Time Shift es una novela de ciencia ficción de Philip Kindred Dick sobre la familia del reparador Jack Bolen, el presidente del sindicato de plomeros Arnie Kottu y otros colonos marcianos que están destinados a participar en la lucha en curso por el mejor lugar bajo el sol en Marte. . La novela Los tres estigmas de Palmer Eldritch también trata sobre la vida de los colonos marcianos que abandonaron la Tierra debido al calentamiento global. También hay varias historias separadas sobre la vida en Marte ("Artefacto precioso", "Sin recuperación", "Crystal Crypt").
• Una serie de libros de Edgar Burroughs sobre el mundo de fantasía de Marte (1912-1943).
• " Aelita " es una novela de fantasía de 1923 y su transformación en un cuento para jóvenes de 1937 de Alexei Nikolayevich Tolstoy sobre el viaje de los terrícolas a Marte.
• La novela de ciencia ficción (ciclo de novelas cortas) Crónicas marcianas de Ray Bradbury (1950)
• Novela de ciencia ficción Las arenas de Marte de Arthur Clarke (1951)
• La novela David Starr, Space Ranger de Isaac Asimov  es el libro 1 de la serie Lucky Starr (1952)
• El cuento de ciencia ficción de Harry Harrison "Training Flight" (1958) trata sobre la primera misión tripulada a Marte. Se presta especial atención al estado psicológico de una persona que permanece en un entorno cerrado e incómodo.
• La novela de fantasía Faeti (1971) del escritor soviético Alexander Kazantsev habla sobre la posibilidad de que una civilización que vive en Marte viva bajo la superficie del planeta y sobre la terraformación del planeta en el futuro.
• The Oort Comets (1992) novela de ciencia ficción de Frederick Pohl , que trata sobre la terraformación de Marte con cometas provenientes de la nube de Oort .
• La terraformación y colonización de Marte es el telón de fondo principal de los eventos de The Martian Trilogy ( 1993-1996) de Kim Stanley Robinson , así como de la novela anterior Icehenge (1984), la colección de cuentos The Martians (1999 ) y más novela tardía 2312 (2012).
• La novela del escritor Andy Weir "The Martian " (2011) cuenta la historia de un año y medio de lucha por la vida de un astronauta que se queda solo en Marte. En 2015, la compañía cinematográfica 20th Century Fox estrenó una adaptación cinematográfica de esta obra (dirigida por Ridley Scott ).

Cine

• En la película de ciencia ficción Total Recall de 1990 , la historia tiene lugar en Marte.
• La película " Planeta rojo " (2000) narra el comienzo de la terraformación de Marte para salvar a los terrícolas.
• Película estadounidense de ciencia ficción " Misión a Marte " (2000) dirigida por Brian De Palma sobre una misión de rescate al planeta Marte después del desastre que sufrió la primera expedición al planeta rojo.
• En la serie de televisión británica Doctor Who , en la serie Waters of Mars (2009), la primera colonia en el cráter Gusev " Bowie Base One " aparece en la superficie de Marte .
• John Carter es una película de fantasía, acción y aventuras de 2012 dirigida por Andrew Stanton y basada en el libro de 1912 A Princess of Mars de Edgar Rice Burroughs.
• Película de fantasía " Last Days on Mars " (2013)
• La serie " Expansión " del canal de televisión " Syfy " (2015), en la que Marte es un planeta independiente.
• Largometraje estadounidense " Know the Unknown " (2016) sobre un vuelo espacial en solitario a Marte.
• Serie de televisión de National Geographic Mars (2016) sobre el establecimiento de un asentamiento en Marte en 2033.
• La película de fantasía "The Space Between Us " (2017) trata sobre la historia de la relación entre un joven nacido en Marte y una chica terrenal.
• Fantástica película "El Marciano ".

Notas

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Enlaces

• "Nuestro Marte". Proyecto especial de la revista Mecánica Popular
• España se prepara para la expedición a Marte  - BBC Rusa, 25 de abril de 2011
• Proyecto de Colonización de Marte "Mars Foundation" "Technolife" 2010

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