Моделирование показало, что ледяные купола способны удерживать тепло и защищать от ультрафиолетового излучения.
Пилотируемый полёт на Марс, о котором говорят и грезят многие, только начало. Если экипаж останется на планете, понадобятся защищенные жилые модули для отдыха, работы и поддержания здоровья. Учёные предложили альтернативу бетону и металлу — строить укрытия из марсианского льда.
Под поверхностью Марса, по оценкам, содержится более 5 млн кубических километров воды, а на поверхности её ещё больше. На ежегодном собрании Американского геофизического союза ученые продемонстрировали, что из льда можно создавать теплоизолирующие и прочные конструкции, защищающие от солнечного излучения.
«Это очень интересная идея. Главная проблема — доставка грузов с Земли. Поэтому использование местных ресурсов важно», — отметила Валентина Сумини, исследовательница космической архитектуры из MIT, которая не участвовала в исследовании.
Обычно для строительства на Марсе рассматривают два материала: лед и реголит (пылевой поверхностный слой). Реголит сложно перерабатывать: нужны просеивание, извлечение компонентов и высокотемпературные процессы. Поэтому команда под руководством Рафида Куайюма из Гарварда сосредоточилась на льде и куполах площадью около гектара.
Расчеты показали, что слой льда толщиной несколько метров может поднять температуру внутри с -120 до -20 °C — этого достаточно, чтобы лёд оставался стабильным. Учёные также использовали данные, где добавки органических материалов, таких как гидрогели, увеличивали прочность льда. От сублимации (испарения) поможет водостойкое покрытие, вероятно, доставленное с Земли.
Основное преимущество льда — его оптические свойства
Он блокирует УФ, пропуская видимый и инфракрасный свет. Ледяные купола защищают от вредного ионизирующего излучения, сохраняя свет и тепло, важные для фотосинтеза и физического состояния людей.
Но есть и серьёзные препятствия для таких построек. Потребуются большие объемы льда: первоначальные оценки указывают на необходимость около 15 кв. метров обработанного льда в сутки, что требует энергозатрат, сравнимых с МКС. А ещё пылевые бури могут ухудшать прозрачность и теплоизоляцию куполов, а для добычи льда нужны буровые системы и оборудование с Земли.