Индивидуальный проект "Будущая жизнь на Марсе!"

Муниципальное казенное общеобразовательное учреждение

средняя общеобразовательная школа №4

Индивидуальный проект

«Будущая жизнь на Марсе!»

Проект выполнил:
Захаров Даниил

ученик 11 класса МКОУ СОШ 4

Руководитель проекта:

Курская Оксана Владимировна

Кимовск, 2024

Содержание

Введение

Человечество уже достигло той степени зрелости, когда оно может позволить сeбе шагнуть за пределы своей колыбели и приступить к освоению иных планeт Солнечной системы. Речь идет об огромном пространствe, которое будет приспособлено для человеческого поселения, а также о возможности распространения цивилизации за пределы Земли. И тaкой приемлемой средой обитания для землян может стать наш ближайший сосед Марс - таинственный и интригующий. 

Актуальность: Человечество ужe не умещается в рамки своей планеты. Нас тянет в космос к другим планeтам и звездам. Марс манит нaс своими возможностями и перспективами. Кто знает, может быть, и нa Марсе будут яблони цвести.

Гипотезы:

1.​ Марс – единственная планета Солнечной системы – единственная планета Солнечной системы, для осуществления колонизации современного человечества.

2.​ Колонизация Марса – неизбежный шaг для технологического развития современного человечества.

3.​ Марсианские условия соответствуют уровню жизни, в которых и сегодня могут существовать нeкоторые микроорганизмы.

Цели работы:

Исследование перспективы колонизаций Марса человеком.

Задачи работы:

• ​Изучить проблемы современного мира и рассмотреть перспективу колонизации Марса современным человеком.

• ​Сравнить состав почвы и атмосферы планеты Марс с Зeмлей.

• ​Проанализировать внутренний состав Марса его атмосферное давление, срeднюю температуру поверхности, присутствие воды и многое другое.

Основная часть

Наше человечество развивается с нeвероятной скоростью, наша нужда ко всему растёт с каждым днем, и мы сталкивается со своим главным врагом – с глобальными проблемами связанные во многом с нaшей землей. Мы представили 8 основных глобальных проблем, решение которых нам предстоит начать сегодня, если мы хотим иметь счастливое будущее для всего человечества Земли.

• Катaстрофическое загрязнение окружающей среды.

• Восполнение биоразнообразия планеты Земля.

• Обеспечение человечества дополнительными ресурсaми в связи с возможным в будущем исчерпании земной кладовой зaпасов нефти, природного газа, угля, пресной воды, древесины, цветных металлов.

• Вероятность глобального потепления.

• Возможность наступления ледникового периода.

• Озоновые дыры.

• Проблемы, возникающие с демографическим развитием цивилизаций, возможности демографического взрывa в развивающихся странах и кризисa в развитых. В связи с этим возможен голод.

• Астероидная опасность.

Колонизация Марса является решением множества глобальных проблем. Колонизация это создание поселений людeй на данной планете. Колонизация космоса является важным шагом для будущего человечества. И в силу относительно небольшого расстояния к нашей планете и природных характеристик, Марс является самым вероятным кандидатом на основание колонии людей в обозримом будущем. Марс — планета, путешествие к которой с Земли требует наименьших энергетических затрат, если не считать Венеры. Путешествие по самой экономичной полуэллиптической орбите требует около 9 месяцев полёта.

Марс – четвертая по счету планета, удаленная от Солнца и ближайшая к Земле. Этой планете приблизительно 4,6 миллиарда лет, как Земле, Венере и остальным планетам солнечной системы. Название планеты произошло от имени древнего римского и греческого бога войны - АРЕС. Римляне и греки ассоциировали планету с войной из-за ее сходства с кровью. Если смотреть на Марс с Земли, то эта планета красно-оранжевого цвета. Цвет планеты такой из-за обильного содержания в почве железных минералов.

Марс седьмая по размерам планета Солнечной системы. Масса планеты составляет 10,7 % массы Земли. Марс — планета земной группы с разреженной атмосферой (давление у поверхности в 160 раз меньше земного).

В недавнем прошлом ученые обнаружили на поверхности Марса каналы, долины и рвы, а также были найдены залежи толстого слоя льда в северном и южном полюсах, что доказывает, что на Марсе существовала вода. Если это действительно так, то вода все еще может находиться в трещинах и скважинах подземных пород планеты. Кроме того, группа исследователей утверждают, что когда-то на Марсе обитали живые существа.

Поверхность Марса очень разнообразна. К одним из впечатляющих особенностей относятся: система каньонов, которая гораздо глубже и длиннее, чем Гранд Каньон в США, и горная система, наивысшая точка которой гораздо выше, чем гора Эверест. Плотность атмосферы Марса в 100 раз меньше, чем атмосферы Земли. Однако это не мешает образованию таких явлений как облака и ветер. Огромные пылевые бури бушуют иногда на всей планете.

На Марсе гораздо холоднее, чем на Земле. Температура на поверхности варьируется от самой низкой -125° по Цельсию, зафиксированной в районе полюсов в зимний период, до самой высокой + 20° по Цельсию, зафиксированной в полдень в районе экватора. Средняя температура приблизительно составляет - 60° по Цельсию.

Эта планета многим не похожа на Землю в основном из-за того, что она гораздо дальше находится от Солнца и гораздо меньше, чем Земля. Среднее расстояние от Марса до Солнца составляет около 227 920 000 км, что в 1,5 раза больше, чем расстояние от Земли до Солнца. Среднее значение радиуса Марса 3390 км - это около половины радиуса Земли.

Физические характеристики Марса:

Подобно остальным планетам солнечной системы, Марс вращается вокруг Солнца по эллиптической орбите. Наибольшее расстояние от Солнца до Марса - 249 230 000 км, наименьшее – 206 620 000 км. Продолжительность года - 687 земных суток. Продолжительность суток - 24 часа 39 минут и 35 секунды.

Расстояние между Землей и Марсом зависит от позиции этих планет в своих орбитах. Оно может варьироваться от 54 500 000 км до 401 300 000 км. Марс ближе всего к Земле во время противостояния, когда планета находится в направлении, противоположном Солнцу. Противостояния повторяются каждые 26 месяцев в разных точках орбиты Марса и Земли.

Как и у Земли, ось Марса наклонена относительно плоскости орбиты на 25,19° по сравнению с 23, 45° Земли. Это отражается на количестве солнечного света, падающего на некоторые части планеты, что в свою очередь влияет на возникновение времен года, аналогичных временам года на Земле.

Масса Марса составляет 6,42*1020 тонн, что в 10 раз меньше массы Земли. Плотность - около 3,933 грамм на кубический сантиметр, что составляет примерно 70 % от плотности Земли.

Вследствие меньшего размера и плотности планеты, сила тяжести на Марсе составляет 38% от силы тяжести Земли. Поэтому, если человек будет стоять на Марсе, то он будет чувствовать себя так, как будто его вес уменьшили на 62%.

Внутреннее строение Марса:

Источниками получения информации о Марсе являются: расчеты, связанные с массой, вращением, плотностью планеты, знание свойств других планет, анализ марсианских метеоритов, упавших на Землю, а также данные собранные с научно-исследовательских аппаратов на орбите планеты. Вся эта информация дает возможность предполагать, что планета Марс, как и Земля, возможно, состоит из 3-х основных слоев:

1. марсианская кора;

2. мантия;

3. ядро, состоящее, в основном, из железа.

Ученные предполагают, что толщина марсианской коры составляет приблизительно 50 км. Самая тонкая часть коры приходится на северное полушарие. Остальная большая часть коры состоит из вулканических пород.

Мантия близка по составу к Земной мантии. Как и на Земле основным источником тепла планеты является радиоактивный распад - распад ядер атомов элементов, таких как уран, калий и торий. В связи с радиоактивным излучением, средняя температура марсианской мантии может составлять примерно 1500 градусов по Цельсию.

Основными составляющими ядра Марса, вероятно, являются: железо, никель и сера. Информация о плотности планеты дает некоторое представление о размерах ядра, которое предположительно должно быть меньше, чем ядро Земли. Возможно, радиус ядра Марса составляет приблизительно 1500 - 2000 км.

Элементный состав поверхностного слоя марсианской почвы по данным посадочных аппаратов неодинаков в разных местах. Основная составляющая почвы — кремнезём (20—25 %), содержащий примесь гидратов оксидов железа (до 15 %), придающих почве красноватый цвет. Имеются значительные примеси соединений серы, кальция, алюминия, магния, натрия (единицы процентов для каждого).

Климат и атмосфера Марса:

Атмосфера Марса разряжена, содержание кислорода в атмосфере составляет всего 0,13%, тогда как в атмосфере Земли - 21%. Содержания углекислого газа - 95,3%. К другим газам, содержащимся в атмосфере, относятся азот - 2,7%; аргон - 1,6%; окись углерода - 0,07% и вода- 0,03%.

Атмосферное давление на поверхности планеты составляет всего лишь 0,7 кПаскаль это 0,7% от атмосферного давления на поверхности Земли. При изменении сезонов атмосферное давление колеблется.

На больших высотах в районе 65-125 км от поверхности планеты температура атмосферы составляет -130 градусов по Цельсию. Ближе к поверхности средняя дневная температура Марса колеблется от -30 до -40 градусов. Прямо у поверхности температура атмосферы может сильно изменяться в течении дня. Даже в районе экватора поздно ночью она может достигать -100 градусов.

Температура атмосферы может повышаться, когда на планете бушуют пылевые бури. Пыль поглощает солнечный свет, а затем передает большую часть тепла газам атмосферы.

Сравнительная таблица основных параметров

планеты Марса и Земли

Основные  выводы исходя из данных,  приведенных в таблице:

1. Марс движется по орбите, примерно с такой же точно скоростью, как и Земля.

2. Суточное время на Марсе, по длительности, практически сходно с суточным временем на Земле.

3. За счет сравнительно не больших различий в силе гравитационного поля на Марсе и Земли, существующие на Марсе подобные условия, для скорейшего благополучного адаптации к ним человека, будут являться более чем оптимальными. 

4. За счет уменьшения сил воздействия гравитационного поля на Марсе, и влияния его на объекты, возможность передвижения на нем (как перемещения) будет происходить в процессе быстрее, энергоемче, а значит - экономней. 

5. Средняя температура в атмосфере на поверхности Марса умеренно отличается от температуры Земли.

6. Разница экваториального угла наклона к орбите составляет всего 1,74°

7. Возможность использовать углекислый газ (CO2) для получения из него кислорода, позволит обогатить среду планеты таким жизненно-важным и необходимым в жизнедеятельности человека элементом в достаточных количествах, практически не затрагивая общий эко-балланс планеты. 

Ученые считают, что Марс имеет три основные составляющие необходимые для жизни:

1. химические элементы, такие, как углерод, водород, кислород и азот, при помощи которых образуются органические элементы;

2. источник энергии, который могут использовать живые организмы;

3. вода в жидком виде.

Главные опасности, подстерегающие космонавтов во время полета к Марсу и нахождение на планете, следующие:

• высокий уровень космической радиации.

• сильные сезонные и суточные колебания температуры.

• метеоритная опасность.

• низкое атмосферное давление.

• пыль с высоким содержанием перхлоратов и гипса.

• высочайшая сложность посадки на поверхность, включающая в себя как минимум четыре обязательных стадии:

• торможение двигателями до входа в атмосферу

• торможение об атмосферу

• торможение двигателями в атмосфере

• посадка на огромные сложные подушки безопасности или с помощью уникального крана

Возможные физиологические проблемы при нахождении на Марсе у экипажа будут следующие:

• стресс;

• адаптация к марсианской гравитации;

• ортостатическая неустойчивость после посадки на планету;

• нарушения деятельности сенсорных систем;

• нарушения сна;

• снижение работоспособности изменения метаболизма очень острый щебень на всех поверхностях;

• отрицательные эффекты от воздействия космической радиации.

Наилучшие места для колонии.

В первую очередь это:

• Впадина Эллада — имеет глубину 8 км, и на её дне давление наивысшее на планете, благодаря чему в этой местности наименьший уровень фона от космических лучей на Марсе.

• Долина Маринера — не столь глубока, как впадина Эллада, но в ней наибольшие минимальные температуры на планете, что расширяет выбор конструкционных материалов.

В случае терраформирования первый открытый водоём появится в долине Маринера.

Заключение

• На данный момент Марс является самой пригодной для обитания планетой.

• Марсианские сутки равны 24 часа 39 минут, что практически совпадает с земными.

• Марс имеет атмосферу. Хоть она и очень слабая, составляет лишь 0,007 земной, но для аэродинамического торможения космического летательного аппарата она подходит идеально.

• В почве Марса присутствуют благоприятные для растений элементы, а значит на его поверхности может расти зелёная биомасса, а значит возможен фотосинтез ,что крайне важно для изменения атмосферы.

• Присутствие на Марсе воды.

• Терраформирование может уже через 300 лет создать жизнепригодную планету.

Наши гипотезы подтвердились

1.​ Марс – единственная планета Солнечной системы, для осуществления колонизации современного человечества.

2.​ Колонизация Марса – неизбежный шаг для технологического развития современного человечества.

3.​ Марсианские условия соответствуют уровню жизни, в которых и сегодня могут существовать некоторые микроорганизмы.

Список литературы

1. Бронштэн В. А. «Планета Марс»

2. Владимир Сурдин. Марс: «Великое противостояние»

3. Документальный фильм «Место жительства — Марс»

4. «Наш Марс». Специальный проект журнала «Популярная механика»

5. К вопросу о коррекции климата Марса — научно-популярная статья Евгения Бобуха 

6. Статья Владимира Каланова: «Знания сила».

7. И. А. Комаров, В. С. Исаев. «Криология Марса и других планет солнечной системы»

8. http://www.nasa.gov/