Введение

Программа оценки наилучшего места для размещения исследовательских и жилых модулей на Марсе. Проект «Пещеры Марса» был программой начала 2000-х годов, финансируемой в рамках Фазы II Институтом передовых концепций НАСА для оценки наилучшего места для размещения исследовательских и жилых модулей, необходимых для пилотируемой миссии на Марс. Итоговый отчёт был опубликован в середине 2004 года и состоит из 10 частей.

Резюме проекта

Раздел 1 резюмирует весь проект и утверждает, что "Этот проект разработал революционную систему для реализации новой идеи об использовании внеземных пещер", а также объясняет, что для сбора данных было проведено два эксперимента, названных "Миссиями".

Введение

В разделе 2 рассматривается вопрос "зачем использовать пещеры [для марсианских исследовательских баз]?" и приводятся различные аргументы в пользу использования пещер как плацдарма для исследования Марса, в частности: предполагается, что в пещерах колебания температуры атмосферы менее выражены, чем на поверхности Марса. Пещеры защищают живые организмы и оборудование от вредного солнечного и галактического излучения, а также от пылевых бурь и ударов микрометеоритов. Исследование пещер представляет собой значительный научный интерес, поскольку позволяет легко изучать геологию, историю и возможное наличие жизни на Марсе без использования тяжелой землеройной техники. Пещеры можно герметизировать и поддерживать в них давление, создавая более комфортные условия для жизни человека. Кроме того, это облегчает добычу полезных ископаемых, таких как лед и минералы. В этом разделе также содержится некоторая информация о возможном существовании и расположении таких пещер, а также об их типах на Марсе, однако она во многом устарела в свете более поздних исследований, проведенных в рамках миссий HiRISE и THEMIS.

Определение технологий, обеспечивающих их использование

В разделе 3 анализируется ряд инноваций, необходимых для реализации, и им присваивается уровень готовности технологии (TRL). Например, инновации «Герметичные шлюзы с заливкой пеной» присвоен TRL 5, а «Инертная продувка пещер» – TRL 2.

Демонстрационные миссии

Раздел 5 содержит информацию о "Миссии мыши во внутреннее пространство" (MOMIS) и ее человеческом эквиваленте, "HUMIS". Целью было разработать предварительные версии некоторых аспектов марсианской пещерной среды обитания, таких как использование дыхательных смесей на основе аргона и других новых систем жизнеобеспечения на мышах-испытуемых. Эксперимент MOMIS успешно завершил несколько циклов, однако эксперимент HUMIS был признан выходящим за рамки данного исследования, и, несмотря на предпринятые усилия по поиску мест для проведения испытаний, результаты работы были включены в учебный курс "Пещерная астробиология" уровня exploration в Пенсильванском государственном университете весной 2004 года.

Испытания технологий

Раздел 6 охватывает различные технологические испытания. Прежде всего, были исследованы надувные жилые модули для обеспечения астронавтов "комфортной внутренней средой, не требующей скафандра". Далее в статье предполагается, что при правильном подборе площади поперечного сечения пещеры, можно разместить и надуть надувную пещерную облицовку, не требуя дополнительных поддерживающих систем. Также предлагается использовать систему с двойной облицовкой, где внешняя облицовка обеспечивает прилегание к поверхности пещеры и герметичность, а внутренняя – создает жилое пространство для астронавтов. Оборудование и системы жизнеобеспечения можно разместить между избыточными слоями облицовки. В отчете также описаны методы складывания, изготовления, транспортировки, замены и надувания этих облицовок. Другой важной темой этого раздела являются "воздухонепроницаемые шлюзы, создаваемые методом напыления". Они разработаны для соответствия форме сильно неровных проемов, а также для простоты развертывания и обеспечения герметичности. Предлагаемая система представляет собой шлюзовой модуль с несколькими выдвижными телескопическими опорами, упирающимися во все стены пещеры. Пространство между шлюзом и стенами пещеры затем заполняется затвердевающей, распыляемой, герметичной пеной. Далее в отчете описываются методы создания инертной атмосферы давления путем повышения давления газов, присутствующих на Марсе, в частности аргона. Это позволило бы ученым использовать только дыхательные аппараты, а не полные скафандры. Предлагается не заполнять пещерные пространства кислородом или другими реактивными газами, поскольку это сведет на нет любую потенциальную научную ценность пещеры и может быть вредно для людей, дышащих атмосферой внутри. Наконец, в этом разделе рассматривается система, обеспечивающая создание сетей связи внутри пещер. Она также была протестирована в реальной пещере (Пещера Робертсона), и предлагаются будущие модификации для увеличения пропускной способности и мощности сигнала.

Разработка протокола планетарной защиты

Раздел 7 посвящен разработке Протокола планетарной защиты и подчеркивает его важность при исследовании марсианских пещер, а также предлагает использовать "стерилизованных микророботов" для проведения разведки и научных исследований.

Образование и информационная деятельность

Раздел 8 содержит информацию об экспериментах для научной ярмарки, возникших на основе этого отчета, а также о других результатах, достигнутых благодаря этому отчету и процессу его создания. В этом разделе также описываются образовательные мероприятия для школ, такие как игра "Найди лавовую трубу" и "Программа «Мышелетчики»".

Выводы и ссылки

В разделах 9 и 10 подведены итоги доклада и приведены ссылки на дополнительные материалы для ознакомления.

Результаты

В ходе проекта было показано, что сверчки и мыши могут дышать аргоновыми смесями в течение продолжительного времени без видимых проблем. Проект создал множество образовательных материалов, которые были предоставлены в рамках программы популяризации. Была продемонстрирована беспроводная связь внутри известняковой пещерной системы.