Поверхня Марса відрізняється екстремальною температурою і схильна до сильного випромінювання, від якого не здатне захистити атмосфера. Коли перші астронавти прибудуть на Червону планету, то проведуть там кілька місяців, а не днів, як літали на Місяць учасники місії «Аполлон». Отже, їм знадобиться безпечне укриття, яке ефективно захищає від суворого марсіанського середовища.
Вчені з Дослідницького центру НАСА в Ленглі Хемптоні (штат Вірджинія, США) знайшли несподіване архітектурне рішення для марсіанських будинків. За їх розрахунками, кращим будівельним матеріалом, що відповідає всім завданням, є лід.
Проект Mars Ice Home був обраний на конкурсній основі Центром інновацій при Управлінні космічних технологій НАСА (Space Technology Mission Directorate’s (STMD) Innovation Center).
«Один день ми присвятили виявленню потреб, цілей і обмежень, потім оцінили всі плюси і мінуси наших ідей і в підсумку зійшлися на цій концепції, яка забезпечує здорове інженерне рішення», — сказав Кевін Кемптон, старший інженер Центру Ленглі і провідний автор проекту.
Марсіанський крижаний будинок являє собою велику надувну конструкцію, оточену оболонкою з водяного льоду. Такий будинок досить легкий, завдяки чому може бути доставлений на планету і розгорнутий за допомогою простих роботів до прибуття екіпажу. Він включає в себе матеріали, які можна здобути на Марсі. Вода в ньому може бути перетворена в ракетне паливо для злітного модуля Mars Ascent Vehicle, тобто це і житло, і ємність для зберігання палива, яка може поповнюватися такими екіпажами.
Інша важлива перевага полягає в тому, що багата воднем вода є чудовим матеріалом для екранування галактичних космічних променів. Це високоенергетичне випромінювання може проходити безпосередньо через шкіру, ушкоджуючи клітини і навіть ДНК, що може призводити до збільшення ризику розвитку раку з віком або в гіршому випадку викликати гостру променеву хворобу. Конструкція забезпечує необхідну для захисту товщину льоду і в той же час вона досить прозора для пропускання денного світла, щоб у астронавтів не було відчуття, що вони знаходяться в глибокій печері.
Як відзначають вчені, матеріали, з яких складається Ice Home, здатні витримати багато років використання в суворих умовах, включаючи ультрафіолетове випромінювання, випромінювання заряджених частинок, можливо, деяка кількість атомарного кисню, перхлорати, а також пилові бурі, нехай і не настільки потужні, як у фільмі «Марсіанин».
Крім ідентифікації потенційних матеріалів, основним стримуючим фактором для команди була кількість води, яку може бути видобуто на Марсі. За оцінками експертів, які розробляють системи для видобутку ресурсів на Марсі, швидкість заповнення середовища проживання — один кубометр на день. Таким чином структура Ice Home може заповнитися водою за 400 днів. Якщо вийде збільшити швидкість видобутку води, конструкція може бути розширена.
Додаткові конструктивні міркування включають в себе багато вільного робочого простору, щоб екіпаж мав місце для обслуговування роботизованого обладнання в приміщенні без скафандра. Для управління температурою всередині Ice Home буде використовуватися шар вуглекислого газу як ізоляція між житловою площею і товстим захисним шаром льоду. Як і вода, вуглекислий газ доступний на Марсі.
«Після декількох місяців космічної подорожі, коли астронавти вперше прилетять на Марс, їх там вже буде чекати готовий будинок. Це буде великий день», — сказав Кемптон.