Геофизики предлагают строить марсианские базы из льда

Моделирование показывает, что ледяные купола могут одновременно держать тепло и защищать от ультрафиолета.

Пилотируемый полет на Марс, который среди целей для НАСА упоминал президент США Дональд Трамп, — лишь половина задачи. Если экипаж задержится после посадки, понадобятся защищенные жилые модули для сна, исследований и поддержания здоровья. Ученые предложили альтернативу бетону и металлу: строить укрытия из марсианского льда.

У поверхности Марса и вблизи нее, по оценкам, находится более 5 млн км³ замерзшей воды, а под поверхностью ее может быть еще больше. На ежегодном собрании Американского геофизического союза авторы с помощью моделирования показали, что из льда можно делать теплоизолирующие и прочные конструкции, которые одновременно защищают от солнечного излучения.

«Это очень интригующая идея. Ключевая проблема — доставка грузов с Земли, поэтому использование местных ресурсов важно», — прокомментировала службе новостей Science Валентина Сумини, исследовательница космической архитектуры из MIT, не участвовавшая в работе.

Для Марса обычно рассматривают два «строительных материала» — лед и реголит (пылевой поверхностный слой). Реголит трудно перерабатывать: нужны просеивание, извлечение компонентов и высокотемпературные процессы. Поэтому группа под руководством Рафида Куайюма из Гарварда сосредоточилась на льде и купольных жилищах площадью около гектара.

Моделирование марсианских баз

Расчеты показали, что слой льда толщиной в несколько метров может поднять температуру внутри примерно с –120 °C до –20 °C — этого достаточно, чтобы лед оставался стабильным. Авторы также опирались на работы, где добавки органических материалов (например, гидрогелей) повышали сопротивление льда нагрузкам. От сублимации (испарения), по их оценке, поможет водостойкое покрытие, которое, вероятно, придется доставить с Земли.

Ключевое преимущество льда — оптическое: он во многом блокирует ультрафиолет, пропуская видимый и инфракрасный свет. Это значит, что купола экранируют вредное ионизирующее излучение, но сохраняют свет и тепло, важные для фотосинтеза и самочувствия людей.

Однако остаются и серьезные проблемы. Потребуются огромные объемы материала: первоначальные оценки говорят, что нужно будет около 15 м² обработанного льда в сутки при мощности работы, сопоставимой с энергоснабжением МКС. Пылевые бури могут снижать прозрачность и теплоизоляцию куполов. Кроме того, для добычи льда понадобятся буровые системы и другое оборудование с Земли.