Людство планує колонізувати Марс, хоча досі невідомо, чи зможе колонія обходитися без постійних поставок із Землі. Щоб це з’ясувати, ми розглянули всі людські потреби — від повітря та їжі до мети, заради якої взагалі варто летіти. Виявилося, що навіть на орбітальній станції досі не вдається повернути половину кисню, на Марсі метр ґрунту над головою затримує лише чверть космічного випромінювання, а в замкненій команді виникають несподівані психологічні парадокси.
П’ять сходинок до Марса
На візуалізаціях місто на Марсі зазвичай має вигляд скупчення куполів, сонячних панелей і ракет на горизонті. Утім, купол ще не колонія. Вона починається там, де люди самі забезпечують себе повітрям, водою та їжею й усувають поломки без запчастин із Землі.
Ілон Маск сформулював цю різницю дуже точно. У травні 2025 року в інтерв’ю Fox News він назвав Марс страхуванням життя для людства на випадок падіння астероїда, ядерної війни чи кліматичної катастрофи. І одразу додав, що поселення, яке не може існувати без постійного постачання із Землі, запасним варіантом не є, воно залишається філією.
Спробуємо з’ясувати, що з потрібного для життя колонія зможе забезпечити сама. Упорядкувати це допоможе ієрархія потреб, яку запропонував психолог Абрахам Маслоу. Її прийнято зображати пірамідою, хоча сам автор такої схеми не малював. Нам важливий лише принцип руху від базового виживання до того, що надає діям сенс.
Сходинок п’ять. Спершу — повітря, вода та їжа, далі — безпека, люди поруч, робота і, зрештою, мета. На Землі більшість із них ми проходимо непомітно. На Марсі кожну доведеться будувати з нуля — починаючи з того, чим дихати.
Базові потреби
Перша сходинка здається вже пройденою, адже на Міжнародній космічній станції люди понад двадцять років дихають, п’ють і миються. Воду там майже не втрачають. Конденсат із повітря, стоки після гігієни й навіть сечу проганяють крізь дистиляцію та фільтри, а кілька років тому додали вузол, що витискає вологу з концентрату, який раніше викидали. В обіг повертається близько 98 %.
З киснем усе складніше. Його добувають з води, розщеплюючи її електричним струмом, а побічний водень з’єднують із вуглекислим газом, який видихають астронавти. На виході знову утворюється вода, яку повертають у цикл, і метан. Його викидають за борт, а разом із ним і частину водню, тож переробити весь видихнутий газ не вдається. У підсумку можна повернути лише близько 50 % кисню, хоча NASA для польотів за межі навколоземної орбіти вимагає щонайменше 75 %.
Обидва показники варто читати з поправкою. Станція обертається на висоті близько 400 км, і вантажні кораблі регулярно довозять туди воду, газ для дихання, фільтри та запчастини. Тож цифри свідчать про якість перероблення, а не про здатність обходитися без Землі.
На Марсі з водою ситуація краща, ніж можна очікувати, бо під поверхнею залягають величезні поклади льоду. Крім того, кисень можна добувати з атмосфери, що складається переважно з діоксиду вуглецю. Колоністам кисень потрібен і для дихання, і як окисник для ракетного палива, без якого з планети не злетіти. У 2021 році таку можливість перевірили за допомогою приладу MOXIE на марсоході Perseverance. Марсіанське повітря в ньому нагрівали й розщеплювали на кисень і чадний газ. За два роки провели шістнадцять сеансів і отримали 122 грами. Цього дорослій людині вистачило б на п’ять годин дихання. Мета експерименту полягала в тому, щоб довести, що це можливо взагалі.
Щоб забезпечити екіпаж і заправити ракету для повернення, потрібна установка приблизно у 200 разів більша. Їй знадобиться близько 30 кВт, тоді як увесь марсохід Perseverance живиться від джерела на 110 Вт. Лише окисник для зворотного польоту становить без малого 30 тонн, і напрацьовувати їх доведеться безперервно майже півтора року ще до прибуття людей. Такого обладнання не існує, є тільки розрахунок команди MOXIE.
Спробу створити повністю замкнену систему, де люди самі забезпечують себе повітрям, водою та їжею, на Землі вже робили. 26 вересня 1991 року в пустелі Аризони за вісьмома людьми зачинилися герметичні двері Біосфери-2 — скляного комплексу площею півтора гектара з лісом, фрагментом океану і фермою. Вийти учасники мали через два роки.
Власний урожай покривав близько 4/5 потреби в їжі, але за час експерименту екіпаж втратив у середньому 16 % маси тіла. Найдивніше почалося через рік після герметизації. Під час звичайної роботи в людей з’являлася задишка, хтось не міг договорити фразу без вдиху, один учасник засинав за обідом. За шістнадцять місяців частка кисню впала з трохи більше ніж 20 % до 14,5 %. Для орієнтира, так дихають на висоті чотирьох кілометрів.
Магазин від Universe Space Tech
Комплект журналів Сонце, Місяць та Марс
До товару
Зникнути безслідно він не міг. Живі організми перетворюють його на вуглекислий газ, тож концентрація цієї сполуки мала зростати рівно настільки, наскільки меншало кисню. Вимірювання такого зростання не показували. Розгадок виявилося дві. Мікроби в надзвичайно багатому на органіку ґрунті, який заклали для врожаю, споживали кисень значно інтенсивніше, ніж розраховували проєктувальники, тому вуглекислого газу все ж ставало більше. А свіжий бетон конструкцій вбирав його, тому в повітрі він не накопичувався. Зрештою нестачу довелося покривати закачуванням кисню ззовні.
Безпека
Друга сходинка — безпека — на Землі дана від природи. Магнітне поле відхиляє більшу частину заряджених частинок Сонця, а товща атмосфери поглинає решту. У Марса поле дуже слабке, а тиск біля поверхні приблизно в 160 разів нижчий за земний. Таке розріджене повітря майже нічого не затримує, і випромінювання досягає ґрунту.
Небезпека при цьому буває двох типів, і захищатися від неї доводиться по-різному. Під час спалахів Сонце викидає хвилю частинок, яка триває години або дні й різко підвищує дозу. Галактичні промені надходять з міжзоряного простору постійно, з усіх боків і мають набагато більшу енергію.
Очевидне рішення полягає в тому, щоб закопатися. Проти сонячних спалахів це справді працює, і кількох десятків сантиметрів реголіту вистачає, щоб опустити дозу нижче допустимої для астронавтів. З галактичними променями інакше. Згідно з дослідженням, опублікованим наприкінці 2024 року, метр породи над головою знижує опромінення лише приблизно на чверть.
Причина в тому, що товща сама стає джерелом випромінювання. Галактичний промінь врізається в ядра атомів реголіту і вибиває з них вторинні частинки, які летять далі вниз. Скільки тоді потрібно ґрунту, щоб вийти на земний фон, достеменно невідомо. Оцінки коливаються від двох з половиною до восьми метрів, і всю цю масу доведеться насипати технікою, привезеною із Землі, разом із джерелом енергії для неї.
Утім, готові укриття на Місяці й Марсі можуть уже існувати. Мільярди років тому там текла лава і не лише поверхнею, тож під застиглою кіркою лишилися порожні тунелі. На Місяці видно провали діаметром у десятки метрів, що утворилися внаслідок обвалення стелі таких порожнин. Самі ходи можуть тягнутися на сотні кілометрів. Що всередині, не знає ніхто. Апаратуру для їх дослідження тільки розробляють.
Якщо проблему випромінювання теоретично можна вирішити, то інша загроза залишається навіть під стелею з породи. Вона — у тілі самого астронавта. За всю історію космічних польотів не було жодної зупинки серця, але в космос літали ретельно відібрані здорові фахівці під щоденним наглядом лікарів і здебільшого лише на кілька місяців. Для тривалих місій статистична оцінка дає приблизно одну серйозну медичну подію на кожні 900 діб перебування поза Землею на одну людину. Подорож на Марс і назад триває роки.
Серцево-легенева реанімація в невагомості перетворюється на інженерну задачу. На Землі рятувальник тисне на грудну клітку, спираючись на власне тіло, а на орбіті після першого поштовху його відносить убік. 2025 року способи перевірили в літаку, що виконує параболічні польоти з короткими періодами вільного падіння. Робочою виявилася лише одна, доволі незвична поза рятувальника, де він має впиратися ногами в стелю, але потрібної глибини натискань стабільно досягав тільки автоматичний поршневий пристрій. На Марсі сила тяжіння є, хоч і становить менше половини земної, тож методи для невагомості там не спрацюють. Звичайну земну інструкцію перевіряли у підвісних системах, що імітують тяжіння сусідньої планети, й вона виявилася менш дієвою. Тож окремого протоколу для таких умов поки немає.
Серце — лише один із ризиків. Апендицит, перелом, ниркову кольку, зубний абсцес чи сильну кровотечу, які на Землі означають виклик швидкої, доведеться лікувати самотужки за двісті мільйонів кілометрів від операційної. Порада медиків із Землі надходить із затримкою близько 20 хвилин між запитанням і відповіддю, а вирушити додому, коли стало погано, неможливо. З Міжнародної космічної станції екіпаж повертається за години, з Місяця летять кілька днів, а вікно для польоту з Марса відкривається раз на 26 місяців, коли планети займають потрібне положення. Решту часу розраховувати можна лише на тих кількох людей, що поруч.
Соціальні звʼязки
Третя сходинка — люди, які поруч — приховує загрозу, яку найважче передбачити. Найпромовистіші дані про неї зібрали на антарктичній станції Конкордія, і вони суперечать інтуїції.
Французько-італійська база стоїть на висоті понад 3000 м, вище за Говерлу, тож організм постійно відчуває нестачу кисню. Взимку температура опускається до –80 °C, до найближчих сусідів — понад 500 км, а дев’ять місяців на рік вибратися звідти неможливо. Лишається зимувати близько п’ятнадцяти людей.
Психологи спостерігали за командою десять місяців. Кожен полярник носив датчик, що фіксував, з ким і скільки часу його власник перебуває поруч. Паралельно чотири рази за сезон учасників опитували про самотність, довіру, згуртованість і власну продуктивність.
Зʼясувалося, що до кінця спостережень зростали відчуття відірваності й кількість сварок, а довіра, згуртованість і самооцінка роботи падали. Команда розкололася за мовою: окремо французи, окремо італійці. Це очікувано. Несподіванку показали дані датчиків. Найгірше почувалися саме ті, хто найчастіше перебував поруч з колегами, і чим тісніший був контакт, тим сильніша самотність.
Ізоляцію зазвичай уявляють як порожнечу і відсутність контактів. У Конкордії вона виглядала інакше. Щодня ті самі кілька облич за сніданком, на роботі й увечері, сьогодні й через пів року, а вийти за двері до незнайомців неможливо. Людям бракувало розмаїття у спілкуванні.
Ще одне антарктичне дослідження, присвячене тому, як зимівники інших груп долають стрес, виявило, що реакція може зникнути взагалі. Приблизно в третій чверті перебування полярники переставали й боротися, й уникати. Емоції вирівнювалися до байдужості, без депресії чи агресії. Автори назвали це психологічною сплячкою і наголосили, що йдеться лише про їхню інтерпретацію. Такий член команди не конфліктує і виконує свою роботу, тож найнебезпечніший стан у замкненій групі може не мати жодних зовнішніх ознак.
Антарктична зимівля закінчується в певний день, а в серйозній біді по людину відправляють санітарний борт. На Марсі строк повернення вимірюється роками й залежить від положення планет, тож швидкої евакуації не буде.
На цій сходинці інженерія вичерпується. Для дихання і захисту від радіації принаймні існують розрахунки, а як бути, коли через вісім місяців один член екіпажу перестане розмовляти з іншим, не знає ніхто. Жодне постачання із Землі тут не допоможе. Залишається тільки прискіпливий відбір кандидатів, хоча випадкових людей у Конкордії теж не було.
Робота та її сенс
Четверта сходинка — робота та її сенс — здається найпростішою, бо справ на Марсі вистачить. Питання в іншому: чи потрібна для них саме людина. Усі перелічені загрози стають критичними лише за присутності екіпажу, тож варто з’ясувати, що без нього зробити неможливо.
Перша очевидна причина — це наука. Наприкінці червня 2026 року стартував десятирічний огляд неба в обсерваторії імені Вери Рубін. На Місяці подібному інструменту не заважали б атмосфера і космічне сміття. Чи варто його там будувати, ми запитали в професорки Агнешки Полло, заступниці директора з наукової роботи Національного центру ядерних досліджень Польщі, яка координує польську участь у проєкті цієї обсерваторії. Її відповідь, з несподіваним застереженням щодо великих обсерваторій, можна почути у відео на нашому YouTube-каналі.
Утім, телескоп на Місяці доведеться обслуговувати, а поруч не буде нікого, хто міг би усунути поломку. Серед космічних телескопів руками лагодили лише Габбл. Його вивели на орбіту 1990 року з дефектним головним дзеркалом, і в грудні 1993 року екіпаж шатла Endeavour встановив коригувальну оптику, працюючи у відкритому космосі. Кожен наступний ремонт аж до 2009 року потребував окремого польоту.
На Місяці обладнання ламатиметься частіше, ніж на Землі. Поверхню щороку бомбардує близько сотні тіл масою до тонни та безліч мікрометеоритів, а гострий наелектризований пил липне до всього, дряпає дзеркала та забиває механізми. Частину поломок інженери навчилися долати дистанційно, і саме так роками тримають у строю марсоходи й місяцеходи, часом у доволі винахідливий спосіб. Великі обсерваторії складніші, й межа їхньої автоматизації поки залишається відкритим питанням.
Вагомішою причиною для польоту людей є пошук життя. Поверхню Марса стерилізує сонячне випромінювання, тож сліди мікроорганізмів шукають на глибині близько двох метрів. Чому для такого буріння може знадобитися постійна база, розповідає у нашому відео професор Карло Баччігалупі, космолог і координатор групи астрофізики та космології Міжнародної вищої школи перспективних досліджень у Трієсті. Утім, на цю глибину вже збираються зазирнути в межах автоматизованих проєктів. Європейський апарат Rosalind Franklin планують запустити 2028 року, приблизно тоді ж Китай відправить місію «Тяньвень-3» з доставленням зразків на Землю.
Лишається найпрагматичніша причина — ресурси, тобто гроші. На Місяці є гелій-3 — ізотоп, якого на Землі майже немає. Його розглядають як перспективне паливо для термоядерної енергетики, а вже сьогодні використовують в охолоджувальних системах квантових комп’ютерів. Літр цього газу коштує тисячі доларів, але його концентрація в реголіті мізерна — лише кілька частин на мільярд. Тому прототип місячного екскаватора, показаний у травні 2025 року, розрахований на перероблення ста тонн ґрунту щогодини. Сам екскаватор роботизований, тож майбутня шахта на Місяці може працювати без людей — як, схоже, і майбутні бурові роботи на Марсі.
Мета
На питання про мету, п’яту сходинку, відповідь ніби давно звучить публічно. Ілон Маск називає Марс запасним варіантом для людства, але, за його ж критерієм, страховкою може бути лише колонія, здатна існувати без постачання із Землі. Жодна з нижніх сходинок цій умові поки не відповідає, тож людство проєктує радше філію, яка житиме коштом головного офісу.
Показово, що Марсіанське товариство цим аргументом не користується. Організацію, яка з 1998 року просуває ідею колонізації, заснував Роберт Зубрін, чиї розрахунки лягли в основу сучасних проєктів експедицій на Марс. У декларації перелічено сім причин туди летіти, й запасної планети серед них немає. Цю відсутність ми обговорили з Сергієм Даниленком, головою Марсіанського товариства в Україні.
Та мету не варто уявляти вершиною, яку зведуть після чотирьох нижніх сходинок. Саме заради мети ми почали шукати рішення всіх проблем, які ми щойно дослідили. Заради неї рахують, скільки кисню вдається повернути на станції, вимірюють дозу під метром реголіту і видають датчики полярникам в Антарктиді. Усі ці питання мають значення лише тому, що людство вирішило рухатися до Марса.
Та незмінним поки лишається те, що коріння піраміди досі тягнеться із Землі. Кисень, вода, ліки, запчастини, рішення і люди поки надходять звідси. Самодостатня колонія існує лише у фантастичних книгах і фільмах, і навіть розрахувати її сьогодні неможливо, бо частину загроз ми ще не усвідомлюємо. Шукати рішення доведеться вже в процесі.
