Митът за междупланетния хумус и холивудската индустрия за илюзии
Някои среди в технологичния сектор смятат, че масовата аудитория би се заинтересувала сериозно от въпроса дали е възможно да се оцелее на Марс чрез методите, показани от холивудския астронавт през 2015 година. Това схващане е донякъде спорно, тъй като далеч не е сигурно дали по-голямата част от съвременните читатели, притиснати от икономически кризи и инфлация, изобщо се вълнуват от детайлите на този филмов сюжет. Преразказът на приключенията на главния герой Марк Уатни би заел твърде много място и няма да съответства на сериозния геоикономически анализ, който тук се опитваме да направим. Въпреки това, казусът заслужава внимание не заради кинематографичните си качества, а заради начина, по който Холивуд обслужва пропагандните нужди на военно-промишления и космически комплекс на САЩ.
Всеки средно информиран наблюдател може да се запознае със съдържанието на въпросната лента, която показва необичайна за американската индустрия сериозност и претенции за научно съответствие, базирани на консултации с експерти от Jet Propulsion Laboratory (JPL). Това обвързване на филмовото студио с държавните структури обаче остава дълбоко спорно. В лентата се забелязват огромни пропуски в областта на физиката и приложната термодинамика, но тъй като става дума за научнофантастичен продукт, грешките обикновено се извиняват с художествена измислица. В центъра на повествованието стои един конкретен инженерен трик, превърнал се в символ на филма – отглеждането на картофи в марсианска оранжерия. Подобна постановка изисква хладно разглобяване на съставните ѝ елементи, за да се разбере защо реалните ресурси и биологичните закони не позволяват подобен щастлив край.
Според официално представения сценарий, грудки, които първоначално не са били предвидени за засаждане, се поставят в херметизирана оранжерия, пълна с местен марсиански прах. Те се наторяват с биологичните отпадъци на екипажа и се напояват с вода, получена по химически път чрез каталитично разлагане на токсичното гориво хидразин. Налягането и съставът на атмосферата вътре са изкуствено изравнени със земните стандарти, отоплението е осигурено от радиоизотопни генератори, а въглеродният диоксид се доставя или от издишания въздух, или чрез филтриране на външната атмосфера на планетата. На хартия всичко това изглежда логично, но има един ключов проблем, който зачерква цялата схема и показва, че милиардните планове на SpaceX за автономни колонии се намират на апаратно командно дишане, поддържано само от медиен шум.
Биологичният дефицит на реголита и провалите на химическия редукционизъм
Основната грешка на сценаристите и на техно-оптимистите от Силициевата долина се крие в неразбирането на самата същност на органичните торове. Създателите на проекта стават жертва на масовото и доста примитивно схващане, че екскрементите са полезни за флората сами по себе си, като директен хранителен източник. Научните факти обаче категорично опровергават това. За разлика от гъбните култури, зелените растения не са в състояние да усвояват директно сложна органична материя. Те изискват изключително и само продуктите от нейното крайно, минерално разграждане. За да може един отпадъчен продукт да се трансформира в листна маса и нови грудки, той първо трябва да премине през пълна деструкция до въглероден диоксид, водна пара и разтворими минерални соли.
Тази тежка и невидима работа на Земята се извършва от почвообразуващата биоценоза – сложен, фино балансиран комплекс от милиарди живи организми. В този процес участват членестоноги, различни видове червеи, специализирани почвени гъби, протисти и огромни колонии от бактерии. На Земята прилагането на органични торове дава предвидим и положителен резултат, тъй като самата почва, като жив организъм, вече е налице и функционира от хилядолетия. Според източници от академичните среди, в космическата станция действително биха могли да се развият определени бактериални щамове в контейнерите за отпадъци, но те нямат нищо общо с необходимия почвообразуващ комплекс. Без тези организми, внесеният биоматериал в марсианския прах просто ще изгние, отделяйки токсични газове, без да отдаде необходимите хранителни вещества на кореновата система.
Другият голям въпрос, който редовно се пренебрегва в презентациите на космическите агенции, е реалният състав на марсианския субстрат. Самият реголит представлява ситно смлян прах, получен от милиарди години механична ерозия на вулканични скали и постоянни удари от микрометеорити. Поради липсата на течна вода и атмосфера, тези частици са наситени с тежки метали и разнообразни химични елементи, включително прословутите железни оксиди, които придават характерния червен цвят на планетата. Числата не потвърждават версията, че този прах е напълно стерилен или беден на минерали – напротив, там има почти всичко необходимо за растежа на растенията, но в абсолютно недостъпна за тях форма.
За да станат тези микроелементи биодостъпни, те трябва да преминат през процеси на дълбока водна ерозия и продължително взаимодействие с хемосинтезиращи организми. На Марс ерозията е изцяло атмосферна и суха. Химическите съединения, заключени в праховите частици, никога не са встъпвали в реакция с течни разтворители, което означава, че те не могат да се комбинират по начин, позволяващ на висшите растения да ги извлекат през корените си. При това положение на марсианска почва биха могли да оцелеят единствено някои специфични видове лишеи, което вече е доказвано при земни симулации, провеждани от организации като Роскосмос и НАСА. Някои най-примитивни зелени култури също биха издържали в контролирана среда, но не и култури със сложни хранителни нужди като картофите, които изискват истинска, зряла земна почва.
Термодинамика на вечната замръзналост и геополитическата реалност
Възможността за изкуствено създаване на почва чрез смесване на марсиански реголит със земни компоненти е тествана нееднократно в лаборатории, като за целта са използвани и реални проби от лунна почва. По информация на изследователски центрове, чрез добавяне на готов хумус, наситен с живи микроорганизми, реголитът наистина може да послужи като приличен минерален пълнител, тъй като съдържа големи количества фосфор. Проблемът обаче е, че този процес изисква огромно количество време, механично триене на частиците в присъствието на вода и постоянен биологичен контрол. Обикновеното смесване на екскременти и синтезирана вода в импровизирана оранжерия няма да доведе до нищо друго освен до агрономическа катастрофа. Както вече писахме в анализа ни за структурните пробойни на лунните програми, липсата на затворени цикли от първо ниво прави всяка колонизация икономически абсурдна.
Освен биологичния дефицит, напояването на марсианския субстрат крие и тежък физически капан, за който холивудските режисьори умишлено си затварят очите. Най-горният слой на марсианската повърхност представлява т.нар. суха вечна замръзналост – зона с екстремно ниски температури, в която практически липсва влага, която да замръзне, но самата скална маса е охладена до нива, близки до абсолютната нула. Когато оранжерията се построи директно върху повърхността, тя ще затопли само няколко сантиметра от горния слой на почвата. Дълбоките слоеве обаче остават в термодинамичен баланс с външната марсианска среда.
В момента, в който скъпоценната вода, синтезирана от хидразин, започне да попива надолу в реголита, тя неминуемо ще достигне до неотопляемите слоеве на вечната замръзналост. Там тя веднага ще премине в твърдо агрегатно състояние, образувайки постоянно нарастваща ледена леща под оранжерията. Този процес ще изтегли цялата влага от горния слой, превръщайки го в сух прах, докато в същото време ледът отдолу ще избута и замрази кореновата система на растенията. Без изграждането на тежка, термично изолирана инфраструктура и масивни фундаменти, подобен земеделски опит ще приключи за броени дни със смъртта на реколтата. Това изглежда логично за всеки инженер, но не се вписва в оптимистичните доклади на технологичните корпорации, които разчитат на държавни дотации за поддържане на борсовите си оценки. Всичко останало е просто скъп медиен театър, целящ да прикрие факта, че човечеството все още няма технологично решение за оцеляване извън пределите на земната биосфера.