Окислитель, который, возможно, был обнаружен «Викингом» в марсианском грунте, не окажется проблемой, так как он разлагается на восстановленный материал и свободный кислород при контакте с водой. Под куполами ожидается влажная среда, и при циркуляции вода будет заставлять парниковые почвы быстро выделять запасенный ими кислород.
Мы все слышали доводы вегетарианцев в пользу отказа от употребления мяса: дескать, акр, засеянный кукурузой, может дать гораздо больше пищи для человека, чем акр, где растет трава для рогатого скота. Эти аргументы сомнительны на Земле, потому что голод на нашей планете вызван не глобальной нехваткой продовольствия, а отсутствием у голодающих денежных средств. А вот на Марсе, где, прежде чем использовать пахотную землю, ее придется создать, применяя купола и прочие приспособления, тезис вегетарианцев будет достоин внимания. Марсианскому сельскому хозяйству придется показать очень высокую эффективность. Включение в пищевую цепочку большого количества коров и быков, овец, коз, кроликов, кур и других теплокровных травоядных на самом деле очень неэффективно. Большая часть энергии растений, которую потребляют животные, идет на поддержание температуры их тела, и лишь очень малая когда-либо дойдет до вас.
Несколько лет назад некий автор написал ряд книг, в которых популяризировал идею о том, что козы способны стать ключом к животноводству в космосе. Они имеют удобные размеры, всеядны, быстро размножаются, дают молоко и т. д. Как бы то ни было, я родился в городе, но зрелые годы провел в сельской местности. Я видел, на что способны козы. Не оставляйте их рядом с вашим кевларовым куполом. Они его съедят.
С другой стороны, практически какое сельскохозяйственное растение ни возьми, люди не употребляют в пищу как минимум половину его массы. Например, в случае кукурузы, риса или пшеницы мы не едим их корни, стебли или листья. Вместо этого мы закапываем их обратно в почву, утешая себя мыслями, что тем самым поддерживаем ее плодородность. Но если бы это была наша истинная цель, мы бы лучше зарыли целое растение, иначе получается, что мы просто тратим энергию. Таким образом, если мы хотим быть эффективными, нам нужно найти способ использовать части растений, которые нельзя сразу съесть. Может, пришло время подключить к делу коз? Разве что нескольких, чтобы развлечь детей и занять службу безопасности базы, при марсианской гравитации козы будут с легкостью перепрыгивать через трехметровые заборы. Впрочем, есть идеи получше.
Одна из них – использование грибов. Так, в Университете Пердью (штат Индиана) финансируемый НАСА исследовательский центр космического сельского хозяйства выделил виды грибов, способные жить на частях растений, которые обычно идут в отходы, и превратил 70 % от их вещества в пищевой белок вроде соевого (а это уже значительно лучше, чем козы). Быстрорастущие грибы не нуждаются в свете, им достаточно темного, теплого помещения, отходов – например, стеблей кукурузы – и небольшого количества кислорода. Другими словами, вы можете содержать грибную плантацию в шкафу. Это, кстати, пример технологии, разработанной для экстремальных условий космоса и способной иметь множество применений для удовлетворения основных человеческих потребностей на Земле. Но если меню сплошь из грибов и фасоли кажется вам недостаточно разнообразным, у вас все еще есть надежда. Некоторые холоднокровные животные – такие как рыба тилапия – достаточно эффективно перерабатывают растительные отходы в высококачественный белок. Рыбные фермы на Марсе? А почему нет? Для выращивания тилапии вам не понадобится очень большой резервуар, а кроме того, рыбы не сбегут, чтобы съесть ваш купол.
Еще вам понадобятся плодоносящие фруктовые деревья. К тому же они обеспечат вас древесиной для изготовления мебели и т. п. Еще ее вместе с другими отходами растениеводства можно будет использоваться в пластмассовой промышленности, что позволит значительно увеличить разнообразие доступных материалов.
Марсианская металлургия
Возможность изготавливать металлы имеет фундаментальное значение для любой технологический цивилизации. Марс предоставляет все необходимые ресурсы. На самом деле в этом отношении он значительно богаче, чем Земля.
Сталь
Вне всяких сомнений самый доступный промышленный металл на Марсе – железо. А наиболее широко использующаяся на Земле железная руда – гематит (Fe203). Она настолько распространена на Марсе, что задает цвет Красной планеты. Восстановление гематита до чистого железа – процесс простой и, согласно Ветхому Завету и Гомеру, практикуется на Земле около трех тысяч лет. Есть как минимум два подхода, пригодных для использования на Марсе. Первый, как уже обсуждалось ранее в этой главе, основан на применении отработанного монооксида углерода – реакция (1), описанная выше, – из реактора ОКВГ.
Fe2O3 + 3 СО → 2Fe + 3CO2 (4)
В другом процессе используется водород, получаемый электролизом воды.
Fe2О3 + 3Н2 → 2Fe + 3Н2О (5)
Реакция (4) немного экзотермическая, а реакция (5) – слабо эндотермическая, так что после нагревания реакторов до начальных условий ни одному из них не потребуется много энергии для запуска. В случае реакции (5) необходимый водород можно получить путем электролиза воды, которая будет отходом других реакций, так что единственным новым сырьем для системы является гематит. Углерод, марганец, фосфор и кремний, четыре основных легирующих элемента для стали, очень распространены на Марсе. Дополнительные легирующие элементы, например хром, никель и ванадий, также имеются в солидных количествах. Таким образом, сразу после выработки железа его тут же можно будет сплавить с соответствующими количествами перечисленных элементов для получения практически любого желаемого типа углеродистой или нержавеющей стали.
Рис. 7.5. Создание базы на Марсе (рисунок Роберта Мюррея, «Марсианское общество»)
Широкая доступность на марсианской базе угарного газа – он будет отходом реакторов ОКВГ – открывает некоторые интересные перспективы для новых методов низкотемпературного литья. Например, окись углерода может быть объединена с железом при температуре 110 °C для получения карбонила железа (Fe(CO)5), который при комнатной температуре представляет собой жидкость. Карбонил железа можно вылить в форму а затем нагреть примерно до 200 °C, после чего он начнет разлагаться. Останется чистое и очень прочное железо, в то время как окись углерода выйдет в виде газа, что позволит использовать ее повторно. Также можно складывать железо слоями путем разложения паров карбонила, что позволит производить желаемые полые объекты любой сложной формы. Аналогичные карбонилы могут быть образованы окисью углерода и никелем, хромом, осмием, иридием, рутением, рением, кобальтом и вольфрамом. Эти соединения разлагаются при несколько различных условиях, что позволяет разделить смесь карбонилов металлов на чистые компоненты путем последовательного разложения [37].
