Как архитектор из Карелии проектирует марсианские теплицы
Россиянка Мария Смирнова ищет способ заселить Марс вместе с участниками проекта Mars One. Команда BioMars создает концепт и прототип гринхауса (теплицы), где астронавты могли бы выращивать еду как в романе Энди Уира «Марсианин». Обучающую программу ICED они прошли в сентябре 2015 года. Работа построена на постоянном контакте через специальную закрытую онлайн платформу-форум с астронавтами, инженерами, дизайнерами и архитекторами. Мария уверена, от дизайна и формы теплицы зависят шансы человека на выживание на этой опасной планете.
— Какими будут космические дома, оранжереи, теплицы, которые обеспечат жизнь на Марсе?
— Первая эскиз-идея — надувные жилые капсулы. Как известно, на Марсе есть природные, образованные древними вулканами, подземные пещеры и тоннели. Наиболее эффективной идеей можно назвать обустройство подземных жилищ. Уход с поверхности земли на пять метров обеспечит защиту от радиации, метеоритных атак и экстремально низких температур. Плюс — может обеспечить более эффективный подход к добыче воды (как известно, на Марсе обнаружена вода). Допустим, «каркас» или мембрана такой капсулы сделаны из особо прочных эластичных канатов, сплетенных наподобие паутины. Пространство заполняется влагоустойчивой тканью с термозащитными свойствами. Тут применим принцип воздушного шара — капсула надувается на месте воздухом (приемлемым для жизни людей). За счет эластичных свойств капсула примет произвольно-допустимую форму. Для выживания и нормального функционирования колонии необходим ряд строительных модулей и блоков, среди которых не только жилые и рабочие (включая тренажерный зал и медпункт), центр коммуникаций и технические зоны обслуживания, но и единицы производства энергии (в том числе и электроэнергии); зоны выращивания растений и обустройства экосистем (с возможным включением насекомых, грибов, рыб), камеры хранения продуктов питания, запасов воды, кислорода, топлива; гараж, стоянка и зона техобслуживания для роверов и дронов; лаборатории и мастерские; космодром.
— Кто будет заниматься обустройством колонии до прихода человека?
— Роверы, роботы и роботизированные системы. Кроме того, в связи с крайне дорогой стоимостью отправки груза на Марс немаловажную роль играет технология 3D-принтинга. Планируется использовать возможности местных ресурсов для получения пластичной массы для принтинг процесса. Часть марсианских жилищ будут печатать 3D-принтеры на месте.
Надо понимать, что окружающая среда на Марсе диктует свои правила. Небольшое давление атмосферы, экстремально низкая температура поверхности, угроза метеоритов, радиация и вредоносный эффект космических лучей — эти тяжелые для организма человека условия. Помимо этого, гравитация на Марсе ниже земной в 2,6 раз, т.е. человек с земным весом в 80 кг, на красной планете будет весить всего 30 килограмм, а это приводят к атрофии мышечных тканей. За 10 месяцев пребывания в такой среде 30-50-летний космонавт физически стареет до 80-летнего человека, утратив способность эффективно выполнять работу. Для поднятия тонуса поселенцам нужно следить за питанием. Поэтому мы решили создать условия для выращивания растений, чтобы они могли легко размножаться, быть неприхотливыми, быстрорастущими и опять же — полезными и питательными. Как еще один вариант рассматривается теплица в виде капсулы.
— То есть вы намерены выращивать еду в капсуле?
— Это идея закрытой экосистемы. Многослойная капсула с разными зонами. Основные «действующие лица» — растения и насекомые. В данном случае предлагается разделенная сеткой зона насекомых, два центральных слоя, отведенных под аэропонику, и нижняя зона под корнеплоды. Предполагается, что растения производят кислород и забирают углекислый газ. Насекомые, напротив, поглощают кислород и выделяют углекислый газ. Так что соседство взаимовыгодное. Кроме того, насекомые поедают неприемлемые для пищи людей части растений и производят удобрения для растений. Как результат, одна такая капсула способна «принести» на стол корнеплоды, травы, зелень, овощи-фрукты и белок.
— Марсиане будут есть насекомых?
— Сейчас команда занимается исследованием возможности включения богатых белками насекомых (как альтернатива животноводству) в рацион питания поселенцев на Марсе. Так как в космосе пока крайне затруднительно разводить скот и птицу, а космонавтам в связи с сокращением мышечной массы просто необходим белок, альтернативой может стать добавление в рацион насекомых.
— Какие технологии, которые вы разрабатываете, могли бы применяться на Земле?
— Команда Red Sand Box призвана разрабатывать программы для обеспечения связи Земля-Марс. Команда BioMars, в которой я состою, рассматривает возможности применения аэропоники и гидропоники в условиях Марса; занимается разработкой альтернативных и возобновленных ресурсов энергии; применяет способы очищения воды, почвы и воздуха от примесей и радиационного заражения; делает ставку на улучшение качества воздуха внутри помещений за счет растений; учитывает роль технологий 3D-печати с использованием марсианской почвы. В обеих командах есть и специалисты, и доктора наук, и интерны, и студенты уровня бакалавр, и магистратура, и школьники. Количество участников программы было строго регламентировано. Группы многонациональные. От России в команде есть еще несколько представителей.
— Вы общались с астронавтами и готовы сами полететь на Марс? Когда такая экспедиция будет возможна?
— Несмотря на критику Mars One, могу назвать себя сторонником этого проекта, ориентированного на устройство первой колонии поселенцев с Земли к 2027 году. К сожалению, основной отборочный тур уже закрыт, но, если бы представилась возможность, не задумываясь, приняла бы участие. На данный момент в проект отобрано четыре представителя из России, которым предстоит еще пройти дальнейший отбор. Сейчас проект активно ищет тех, кто мог бы вложить средства в это исследование. В официальном блоге команды BioMars можно оставить контактную информацию на русском языке. Есть и официальная страница в Facebook, и блог команды Red Sand Box, и группа в Facebook. Всех, кого интересует эта тема, приглашают принимать участие в конференциях.
— Почему вы работаете с НАСА, а не, например, с отечественным проектом «Марс-500»? Все-таки Россия и США конкурируют в этой сфере.
— Получилось так, что во время учебы получила приглашение поучаствовать в отборочном туре для Epic Challenge Joensuu — обучающей программе под эгидой НАСА и стала участником проекта. Мне кажется, что в программе освоения космоса, помимо конкуренции, должна быть и дружба. И американские астронавты всегда в онлайн-конференциях подчеркивают ценность сотрудничества с русскими коллегами. Говорят, что у русских космонавтов стоит учиться нестандартному подходу в решении сложных проблем. В нашем международном коллективе политика не затрагивается — мы сотрудничаем со всем миром.
— Что в фильме «Марсианин» наиболее правдоподобно? Увидели ли вы в нем сходства с тем, что сами проектируете?
— Если не считать главного промаха Энди Уира с ситуацией мощнейшей песчаной бури (что на Марсе с его разряженной и по сравнению с Землей не ярко выраженной, небольшого давления, атмосферой просто нереально, в этом смысле, скажем, угроза метеоритной атаки имеет больше шансов), фильм «Марсианин», на мой взгляд, отражает вполне реальные возможности человека в исследовании Марса. Программа Mars One с ее идеологией и планами тому живое подтверждение. Наш проект начался в августе 2015, и после просмотра «Марсианина» многие сюжетные линии нашли отклик в нашем видении возможностей освоения Марса. Абсолютно действительной ситуацией можно назвать коммуникационные проблемы Земля-Марс, а также стоимость отправки груза и команды. Это более чем реально отображено в фильме.