Автор работы: Пользователь скрыл имя, 23 Января 2017 в 21:53, реферат
Целью исследования данной работы является изучение жизни на планете Марс и была ли там жизнь в прошлом. Собрав все данные о «красной планете» и проанализировав их, я собираюсь дать ответ на самый загадочный и противоречивый вопрос – «Есть ли жизнь на Марсе?», ибо ответ на него даст многое понять об истории нашей планеты и о возможном будущем.
Задачи исследования:
Изучение поверхности «Красной планеты».
Трудности и особенности колонизации Марса.
Необходимое оборудование для колонизации Марса.
Шаги к колонизации Марса
КОМИТЕТ ПО НАУКЕ И ВЫСШЕЙ ШКОЛЕ
РЕФЕРАТ
по дисциплине: «Индивидуальный проект»
Тема:
______________________________
|
Группа:______________________ Студент:_____________________ Преподаватель:________________ | |
|
Дата защиты:____________ Оценка:_________________ |
Санкт-Петербург
2016
СОДЕРЖАНИЕ
Планета Марс известна человечеству с незапамятных времён. Наблюдая на небе звезду кроваво-красного цвета, древние люди дали ей имя бога войны. Астрологи считали влияние Марса роковым на судьбы людей, родившихся во вторник (день Марса) или, если в зодиакальном созвездии при рождении присутствовала эта планета.
С появлением телескопов планеты стало возможно изучать более подробно. Ещё Галилей установил, что Марс имеет шарообразную форму, а итальянский астроном Дж. Скиапарелли в 1877 году обнаружил на поверхности планеты прямолинейные участки, которые он принял за рукотворные сооружения и назвал «каналами». Это дало повод думать, что на Марсе существует (или существовала в прошлом) разумная жизнь.
В первой половине ХХ века эту тему эксплуатировали многие писатели-фантасты. Так, Герберт Уэллс в романе «Война миров» в красках описывает вторжение марсиан на Землю, их победу над английской армией и гибель от земных болезней, с которыми они не умели бороться. Алексей Толстой создаёт роман «Аэлита», где, наоборот, земляне прилетают на Марс и чуть, было не устраивают там социальную революцию. О марсианах писали Р.Брэдбери, А.Азимов, братья Стругацкие и другие фантасты.
С началом космической эры начался качественно новый этап изучения «красной планеты". Спектрографические исследования, а впоследствии и прямая посадка на Марс со всей очевидностью подтвердили, что в настоящее время высшей формы жизни (тем более разумной) на нём не может быть. Причина проста: отсутствие кислорода в атмосфере, микроскопические доли водяного пара и озона, космический холод. С другой стороны, обнаружены сухие русла древних рек, эрозия почвы, характерная для больших потоков воды, поэтому всё большее число учёных склоняется к версии, что много миллионов лет назад на планете была более плотная атмосфера и, возможно, вода, а, следовательно, вполне могли существовать те или иные формы органической жизни. Ответить на этот вопрос и призваны космические экспедиции к красной планете. Но, не смотря на это, до сих пор ведутся споры о существовании жизни на Марсе. Существует много мифов и гипотез по этому поводу, но точного ответа дать нельзя, недостаточно данных. Но последние исследования, снимки и открытия лишь подливают масла в огонь.
Целью исследования данной работы является изучение жизни на планете Марс и была ли там жизнь в прошлом. Собрав все данные о «красной планете» и проанализировав их, я собираюсь дать ответ на самый загадочный и противоречивый вопрос – «Есть ли жизнь на Марсе?», ибо ответ на него даст многое понять об истории нашей планеты и о возможном будущем.
Задачи исследования:
Образования, похожие на русла земных рек, просматриваются в ряде районов Марса. Их подразделяют на два вида: извилистые углубления на всём своём протяжении. Каналы второго вида называют "стоковыми".
О происхождении таких образований на поверхности Марса существуют две гипотезы. Согласно первой гипотезе, на Марсе когда-то при умеренном климате существовали обычные реки. Согласно второй гипотезе, эти русла появились в результате внезапного воздействия мощного водяного потока, вырвавшегося из разлома марсианской коры. Такой поток мог быть также следствием бурного таяния вечной мерзлоты. Например, морфология каньонов долины Маринера длиной более 5000 км, изрезанных глубокими протоками, достаточно наглядно показывает, что такие следы эрозии могут остаться только после воздействия внезапно возникшего мощного потока воды.
Следы разрушительной деятельности потоков воды и льда, обнаруженные на поверхности Марса, а также ледяные шапки полюсов и пермафрост, т.е. вода в вечной мерзлоте верхних слоёв грунта доказывают, что в отдалённую геологическую эпоху на Марсе был умеренный климат, а по его поверхности текли реки, впадавшие в моря и океаны. В дальнейшем ситуация на планете предположительно могла развиваться следующим образом. В результате испарения воды атмосфера постепенно наполняется водяными парами и углекислым газом. Возникший парниковый эффект приводит к повышению температуры и таянию полярных шапок. Вода медленно впитывается пористым слоем поверхности планеты. Газы и пары, пополнившие атмосферу, рассеиваются в космическом пространстве, т.к. планета с относительно небольшой массой не может удерживать их на большом удалении от поверхности. Образующийся лёд увеличивает отражающую способность поверхности. Температура поверхности планеты снижается. Впитавшаяся в грунт вода образует слой пермафроста. Проходят миллионы лет. Вулканическая деятельность в недрах планеты затухает. Внутренняя температура планеты снижается. Климат становится таким, каким он является в современную эпоху.
Марсианская поверхность имеет некоторое сходство с лунной, но морфология марсианской поверхности более сложная: обнаружено множество кратеров, длинных и глубоких (до двух километров глубины) каньонов, потухших вулканов наряду с равнинными участками. Следует отметить, что подробно изучить рельеф Марса путём наблюдений с Земли даже с использованием мощных телескопов крайне затруднительно. На Марсе часто возникают пылевые бури, длящиеся иногда 2-3 и более месяцев. Во время этих бурь атмосфера планеты насыщается пылью, и формируются жёлтые облака, которые затрудняют видимость, а наблюдатель может принять их за какие-либо особенности марсианской поверхности. Из деталей марсианского рельефа наблюдателю с Земли в обычный телескоп наиболее чётко видны только полюса Марса, покрытые ледяными шапками. Зимой шапки светлеют и увеличиваются в размерах, т.к. к ледяному панцирю добавляется сухой лёд из углекислоты. Ледовый покров полюсов занимает огромные территории, распространяясь до 60° северной широты и 60° южной широты.
Как только наступает тёплое время года, происходит сублимация сухого льда, т.е. переход его из твёрдого состояния непосредственно в углекислый газ. Углекислый газ, точнее его смесь с другими компонентами атмосферы начинает перемещаться к противоположному полюсу. Часто по каким-то, пока неясным, причинам сублимация сухого льда происходит очень быстро, и тогда возникают продолжительные пылевые бури, о которых мы только что упомянули. Добавим, что несмотря на низкую плотность атмосферы скорость ветра при этом может достигать нескольких сотен метров в секунду. Такая буря может опрокинуть самый тяжёлый спускаемый на поверхность Марса аппарат, что предположительно и случилось с советскими автоматическими межпланетными станциями «Марс-3» и «Марс-б».
Среди деталей марсианского рельефа есть и такой уникальный объект как потухший вулкан высотой 27 км. Эта гора была обнаружена американской АМС «Маринер-9» в 1971 году и получила название Олимп (Олимпус - лат.). Считается, что эта гора является самой высокой во всей Солнечной системе.
Не менее внушительным для землян показался бы и громадный вулканический конус "Никс Олимпика", имеющий основание диаметром 500 км и кратер шириной в 40 км. Этот объект открыт также с помощью автоматической межпланетной станции.
Специфическую окраску поверхности Марса от красновато-желтой до красновато-коричневой придают гидраты окислов железа в смеси с кремнеземом - примерно с таким же песком (Si02), как и на Земле.
По характеру поверхности полушария Марса заметно отличаются друг от друга. Северное полушарие выглядит как гладкая однородная равнина с небольшим числом кратеров. В южном полушарии число кратеров, больших и малых, в несколько раз больше, чем в северном, что указывает на более древний возраст этого полушария. Поверхность южного полушария сформировалась приблизительно 3,8 млрд, лет назад, в ту эпоху, когда все объекты Солнечной системы подверглись воздействию мощного метеорного потока.
Геологическая структура Марса не имеет тектонических плит, которые характерны для Земли. После остывания поверхности Марса его кора утолщалась, тектоническое развитие проходило эволюционно, что не приводило к образованию тектонических плит. В результате поверхность Марса сформировалась как единая литосферная плита.
Колонизация Марса - весьма дорогостоящее и трудное дело. В сравнении с полётами человека на Луну, колонизация Марса представляет собой на один-два порядка большие финансовые расходы, и максимальное применение наиболее передовых и надёжных технологий. С другой стороны, у человечества имеется достаточно обширный опыт изучения Марса с помощью автоматических станций, и полученный объём информации позволяет создать не только наиболее эффективные технологии освоения Марса, но и осуществить начало реализации колонизации в сжатые сроки. В настоящее время для полномасштабного начала освоения Марса требуется лишь концентрация политической воли, финансирование, и осуществление эффективной программы пилотируемых полётов совмещённых с доставкой необходимого оборудования на поверхность «красной планеты». Немаловажным в начале колонизации Марса является строгий анализ юридических последствий, в частности при условии реализации национальных программ освоения Марса которые могут представлять собой конкурентную борьбу уже на самом Марсе в части разграничения осваиваемых территорий, месторождений полезных ископаемых (металлов, ядерного сырья, углеводородов и т. д), удобных коммерческих орбит и т. п. Эти неизбежные юридические проблемы в настоящее время никак не регламентированы, а предварительные договоренности по космосу произведённый на Земле могут быть попросту проигнорированы («разбиты») колониальными группировками только с позиций силы, и аргументацией что Марс это не Земля, и земные законы на Марсе неприменимы.
Гравитация на Марсе составляет около 40% земной, приспособиться к ней будет довольно трудно. Согласно отчету NASA, последствия влияния микро гравитации на тело человека довольно глубоки, ежемесячные потери мышечной массы доходят до 5%, а плотности костей — до 1%
На поверхности Марса эти потери будут ниже, поскольку там есть некоторая гравитация. Но постоянные поселенцы будут сталкиваться с проблемами дегенерации мышц и остеопороза в долгосрочной перспективе.
Также есть вопрос атмосферы, которая непригодна для дыхания. Порядка 95% атмосферы планеты составляет углекислый газ, а это значит, что в дополнение к производству пригодного для дыхания воздуха для колонистов, они также не смогут выходить наружу без сдавливающих скафандров и кислородных баллонов.
Марс также не имеет глобального магнитного поля, сравнимого с геомагнитным полем Земли. В сочетании с тонкой атмосферой это означает, что поверхности Марса может достигать значительное количество ионизирующего излучения.
Благодаря измерениям, сделанным космическим кораблем Mars Odyssey (инструмент MARIE), ученые выяснили, что уровень радиации на орбите Марса в 2,5 раза выше, чем на Международной космической станции. На поверхности этот уровень должен быть ниже, но все равно остается слишком высоким для будущих поселенцев.
Для освоения Марса, поддержания и развития промышленной цивилизации на его поверхности необходимы источники энергии. В качестве таких источников энергии на первый план могут выступить развитая ядерная и термоядерная энергетика, и в ограниченном масштабе использование энергии Солнца. Пока не ясно насколько велики запасы уранового и ториевого сырья на Марсе, но они могут оказаться достаточно большими для построения ядерной энергетики, в частности энергетики реакторов на быстрых нейтронах. Состояние с сырьём для термоядерной энергетики так же остаётся не выясненным, но в тоже время Марс с высокой степень вероятности обладает и запасами лития, и запасами дейтерия. В случае с дейтерием немаловажную роль играет то обстоятельство, что в течение миллиардов лет Марс непрерывно терял водород, и вероятно этот процесс приводил к естественному обогащению дейтерием имеющихся на Марсе запасов воды. Низкие температуры также способствовали скорейшую консервацию тяжёлой воды в составе льдов подповерхностного слоя вечной мерзлоты. Вероятно, тяжёлая вода на Марсе может быть добываема из глубоких скважин (откачка жидких рассолов), и путём последующего обогащения и выделения дейтерия послужит главным сырьём термоядерной энергетики Марса.