Обмежена кількість води та власна теплиця. Як працює Марсіанська дослідницька станція, яку очолив українець

Місяць тому українець Сергій Якимов очолив Марсіанську дослідницьку станцію, що базується в пустелі у американському штаті Юта. Він контролює екіпажі студентів та науковців у симуляціях, що дозволяють наблизитись до умов життя на Марсі. Завдяки цьому вченим вдається дослідити потреби людей на Червоній планеті і розробляти технології для майбутніх експедицій та подальшого перебування на Марсі.

В інтерв’ю AIN.UA Якимов розповів, як на Землі можна відчути себе марсіанином і що потрібно для експедицій на іншу планету.

Про себе та особливості Марсіанської станції

Сергію, що загалом являє собою станція, яку ви очолюєте?

Вона називається The Mars Desert Research Station, Марсіанська дослідницька станція. Вона розташована у США, в пустелі штату Юта, і належить до спільноти The Mars Society. Ця станція необхідна для проведення симуляцій марсіанських експедицій – також вона класифікується як геологічний аналог Червоної планети, адже розташована на ділянці, де геологія близька до марсіанської, наскільки це можливо. 

Насправді та ділянка землі утворилася близько 150 мільйонів років тому, – може, навіть більше, – коли на території Юти було доісторичне море. І там можна знайти скам’янілі кістки динозаврів і давні дерева, мушлі, так що там дуже цікаво.

В чому схожість з марсіанською поверхнею?

Я не геолог, тож фахово не відповім, але, по-перше, візуально. Виходиш назовні – і пейзаж червоний. Це через те, що наявні там породи утворились багато мільйонів років тому, коли в атмосфері було більше кисню, і вони окислювались.

По-друге, в цій пустелі присутні породи, які є й на Марсі: глина, пісок, каміння і давні річки – вони схожі на ті, які можна знайти на поверхні Марсу.

А яка площа цієї станції?

Сама станція дуже маленька, лише декілька будівель. Головна з них має два поверхи і близько восьми метрів у діаметрі. Теплиця теж десь вісім на шість метрів. Наша лабораторія за розміром має шість-сім метрів в діаметрі, але там один поверх, і це купольна архітектура. Також маємо ремонтну базу, побудовану зі старого гелікоптера Chinook довжиною десь 7-8 метрів.

Тобто станція насправді не дуже велика. І ми симулюємо не першопроходців на Марсі, а декілька ітерацій після них, вже після того, як наступні екіпажі прилетіли на планету і почали проводити дослідження на її поверхні.

А територія пустелі, де ми базуємось, насправді дуже велика. Я навіть не знаю, скільки квадратних кілометрів, бо лише сама невелика ділянка, на якій розташована станція, десь 2,6 км². Але ми не обмежуємо себе цією площею, і коли йдемо на симуляцію позакорабельної діяльності, то заходимо кудись далі. Тож по якій площі ми насправді можемо їздити і шукати об’єкти для дослідження, я навіть не можу собі уявити.

Ким ви працювали до станції?

До 2017 року я жив в Україні. В КПІ здобув освіту в галузі аерокосмічної промисловості. Після універу я працював в Інституті космічних досліджень в Києві декілька років. Потім в мене була перерва, я працював фрилансером, чого я тільки не робив: і програмуванням займався, й інструктором працював в туристичному напрямку. Але врешті повернувся до аерокосмічної інженерії. У 2017 році я переїхав в Штати і продовжив працювати в аерокосмічній промисловості.

Працював у Лос-Анджелесі в компанії, яка займається обробкою металів для космічної промисловості. Це була маленька компанія, називалася International Metal Source. Ми зробили багато проєктів. Найбільшим були деталі для супутників OneWeb. Досить багато зробили, десь 12 тисяч деталей. Всі вони зараз літають в космос. І я думаю, це дуже круто. Ми також займалися проєктами для аерокосмічних компаній, як SpaceX, Origin, Virgin Galactic і багато інших.

На той час я вже знав про марсіанську станцію, приїжджав туди як волонтер – зокрема, допомагав з ремонтом. На початку 2022 року я потрапив на симуляцію марсіанської експедиції на два тижні. Після того я дізнався, що вони шукають нових співробітників. Подав заявку і став асистентом директора. Це було минулого сезону, який тривав з жовтня до початку червня 2022-2023 років. Тоді я ще двічі був у симуляціях: один раз – на тиждень, і вдруге – на два тижні. І з початку цього сезону мене підвищили до директора, після чого я побував ще в одній симуляції тиждень.

Які були ваші обов’язки на посаді асистента директора і директора?

Мої обов’язки на цих посадах майже не змінилися – хіба що у директора більша відповідальність. По-перше, це підбір екіпажів, логістика, забезпечення підготовки та проведення місії до прибуття сюди і протягом симуляції. По-друге, доставка всіх необхідних ресурсів: їжі, води, запчастин тощо.

Також я розвʼязую критичні ситуації, коли щось пішло не так і треба вирішити проблему відповідно до норм безпеки. І якщо йдеться про проблеми зі здоров’ям, – наприклад, члени екіпажу щось зламали собі чи травмувалися, – то зробити так, щоб вони потрапили в лікарню, а вона не дуже близько.

Скільки людей у вашій команді, окрім студентів і дослідників, що прибувають на симуляції?

Зараз на станції два менеджери: я та ще один хлопець. Також у нас є одна група, яка працює віддалено. І є група, в якій не менше п’ятьох людей, що консультують з різних питань.

Ви перебуваєте безпосередньо на станції?

Минулого сезону – з жовтня по червень – я перебував саме на станції, але цього сезону я намагаюся робити перерви, тому що це не дуже легко – дев’ять місяців в пустелі, де більше нікого нема. Це важко.

Що вам допомогло психологічно триматися в таких умовах?

Інтернет, спілкування з друзями, з сім’єю, з іншими людьми, які приїжджають на станцію.

Але є різні методи підтримки себе: заняття спортом, читання книжок, спілкування через інтернет, прогулянки, коли на це є час. Я ж не в симуляції, я можу перебувати назовні без скафандра.

Ваша родина разом з вами на станції?

Ні, я не одружений. У мене є сім’я, вона зараз в Україні: мама, брат, інші родичі.

Про дослідження

Яким чином відбуваються ваші дослідження?

Все залежить від того, який тип досліджень. Вони можуть проходити всередині, можуть прям назовні – за межами будівлі станції. Якщо це якісь геологічні дослідження, картографічні експерименти або тестування обладнання, то команди можуть їхати ще на багато кілометрів від станції.

За яким графіком відбуваються ці дослідження і скільки людей в команді?

Ми приймаємо нові команди кожні два тижні. Вони можуть бути з різних регіонів світу. Здебільшого це студенти з Америки і Європи. Зараз на станції перебуває команда з Монголії. Здебільшого команда налічує близько шести членів екіпажу. Але не завжди група приїжджає в повному складі – інколи дослідники не можуть дістатись до нас з особистих причин.

Під час досліджень команди ночують поза комплексом чи на станції?

Коли до нас приїжджають команди, вони симулюють своє перебування на Марсі, тож живуть на станції два тижні. Коли їм треба вийти назовні для того, щоб провести якісь дослідження або інші операції, вони вдягають скафандри – звісно, космічний вакуум ми симулювати не можемо, але всі мають дотримуватись легенди про те, що перебування без скафандру означатиме смерть. І дослідники не просто виходять, коли захочуть, а мають надіслати запит на дослідження поза корабельною діяльністю. Ми маємо перевірити, чи відповідає це стандартам безпеки, яких нам треба дотримуватись. Після чого або схвалити запит, або відхилити.

Розкажіть про особливості життя на Марсі, яке ви симулюєте.

По-перше, це закритий простір, там багато чим не займешся. Команда вранці прокидається, снідає, а далі працює над дослідженнями. Після цього обідає і продовжує роботу. Закінчується день вечерею та сном. Члени екіпажу мають особистий час, але кожен проводить його в різний спосіб. Інтернет обмежений – здебільшого він використовується для листування і зв’язку з Центром керування польотами. Якщо для себе нічого не привіз (наприклад, книги, музику, форму для занять спортом, фільми, власні ігри), то може бути дуже сумно.

Треба якось уживатися з людьми, яких ти, можливо, бачив один раз в житті перед тим, як приїхав на станцію. А можливо, бачив їх тільки по відеоконференції і ніколи з ними ще не зустрічався. Команди бувають різні.

Ресурсів мало, тож якщо щось з обладнання зламалось, варіантів для ремонту не надто багато. Це вимагає від тебе креативності.

Кількість їжі обмежена. У членів екіпажу запасів тільки на два тижні, і вони не можуть поїхати в магазин і купити продуктів. Прийом їжі відбувається за графіком, і їдять тільки те, що є в наявності на станції. Зазвичай це сублімовані, консервовані страви і продукти довгого зберігання – в основному, ті, що можна купити в магазині чи в Інтернеті. Також є невелика кількість свіжої зелені з теплиці, якщо є врожай.

Води теж обмежений запас – близько двох тисяч літрів для шістьох осіб на два тижні. Це не так вже й багато, бо треба готувати їжу. І душ не завжди з такою кількістю води можна прийняти. У всіх по-різному виходить. Комусь треба менш як 10 літрів, щоб помитись, комусь більше. Хтось приймає душ раз на декілька днів, хтось взагалі не приймає і використовує тільки вологі серветки. Тому дослідники домовляються між собою, хто і на які цілі витрачає воду.

А чи бували такі ситуації, коли закінчувалася їжа, або хтось розсварився так, що ситуація стала критичною?

Станція існує вже 20 років – за цей час було все що завгодно. Звісно, якщо закінчиться їжа чи вода, ми не залишимо команду вмирати в пустелі, привеземо все необхідне. За це екіпаж від досліджень не відстороняють.

Люди сварилися, колись аж поліцію викликали, щоб когось забрати зі станції. Хтось займався йогою і зламав собі кістки. Все було.

Чи готово людство вирушити на Марс

Виходячи з досвіду симуляцій на станції, як ви загалом оцінюєте адаптацію людини до умов перебування на Марсі? Чи готово людство до тривалих візитів на цю планету?

Готовність є в тому плані, що в людей існує бажання туди полетіти. Але насправді в нас не дуже багато технологій, які можуть підтримувати це бажання. Треба розробити чимало систем життєзабезпечення. Наприклад, великій кількості людей буде дуже важко виробляти їжу на Марсі. Якщо ми кажемо про теплиці, то потрібні дуже великі площі і дуже багато енергії, це інші технології. Вони відрізняються від наявних і полягають у виробництві великої кількості споживчих речовин з меншими потребами початкових енергетичних ресурсів.

І також потрібно доставити це все на Марс, наразі це неможливо. Тож бажання є, а все інше треба ще розробити.

Які дослідження наразі тривають на станції?

Основні – це Human Factors Research, соціальне і психологічне дослідження того, як люди поводять себе на іншій планеті, як організм адаптується до нового середовища.

Також екіпажі проводять нові геологічні дослідження або поновлюють старі, але за новими методиками. Крім цього, студенти, що приїжджають сюди, тестують свої наукові проєкти – наприклад, автоматизування станцій чи вироблення їжі за допомогою гідропоніки.

В попередній команді був студент з Бельгії – так він з командою тестував одну з технологій біореактора, коли в герметизованому пакеті з водою чи іншою рідиною живуть водорості. Вони мають множитись, а потім їх треба зібрати і визначити, що з ними робити – чи можна з них виробляти їжу, або це може бути лише харчовою біодобавкою чи закускою.

Які найбільш проривні дослідження за час вашого перебування на станції ви можете згадати?

Одне з найбільших досліджень з галузі Human Factor – це обробка даних всіх експедицій, які базувались на станції. Автори цього дослідження виявили, що найкращий екіпаж для польоту на Марс або інших міжпланетних експедицій – той, що складається повністю з жінок. Вони найефективніші в самоорганізації, споживають менше ресурсів – їжі, води, енергії тощо. І це тільки основні пункти, по яких робили дослідження.

А в яких умовах на Марсі вирощується їжа?

Я почну з нашої станції. У нас, по-перше, є теплиця, але вона не покриває всі потреби продуктів харчування для дослідників. Вони їдять сублімовану і засушену, консервовану їжу, якою ми забезпечуємо їх. Але та свіжа, зелена рослинність, яку ми вирощуємо в теплиці, тільки для того, щоб розбавити те, що в них є. Свіжа їжа піднімає дух і покращує психологічний стан. Тому це одна з причин, чому ми вирощуємо свіжу їжу, навіть якщо вона не покриває всіх фізіологічних потреб.

Яку їжу споживатимуть люди на Марсі? Ті, хто прилетять, найімовірніше, привезуть все з собою. Це буде сублімована їжа або продукти сухої заморозки, які зараз використовують космонавти на орбітальній станції. Але вона має бути модифікована, тому що, по-перше, та їжа, яку зараз використовують в космосі, має срок придатності у три роки. А для того, щоб відправити когось на Марс, треба, щоб їжа була придатною до споживання щонайменше п’ять років: її слід надіслати за декілька років до того, як люди прилетять на Марс, адже їжа має ще чекати людей на Марсі, а потім ще коли вони її з’їдять. 

Чому їжу не можуть відправити на Марс разом з людьми?

По-перше, відправка вантажу на Марс потребує великих затрат енергії. Людей і необхідні для перельоту ресурси відправлятимуть за швидкою траєкторією. А решту припасів й інструментів для роботи на поверхні планети – за повільною траєкторією і завчасно.

По-друге, ресурси для роботи на поверхні планети треба відправити завчасно, щоб бути впевненим, що вони туди долетять і будуть функціонувати. Якщо відправити все разом, і якась частина вантажу буде пошкоджена або знищена у процесі доставки, то експедиція буде під великою загрозою. Тому завчасна відправка вантажу чи ресурсів мінімізує ризик. І якщо щось не долетить або пошкодиться, люди матимуть час, щоб виправити цю ситуацію.

Зараз науковці NASA працюють над цим питанням – як зробити так, щоб їжа була придатна до споживання щонайменше п’ять років. Можливо, це будуть комбіновані технології: спочатку її сублімуватимуть, після чого заморожуватимуть.

Але коли все більше людей дістануться Марсу, звичайно, доведеться розпочинати виробництво їжі безпосередньо на цій планеті. Найімовірніше, вона буде тільки рослинною, принаймні на початку, тому що вирощувати тварин на Марсі буде дуже енергозатратно. Вони споживають в десять разів більше, ніж можуть дати поживних речовин. Тож люди, що перебуватимуть на Марсі, на деякий час стануть вегетаріанцями.

Умови у ваші теплиці адаптовані до умов на Марсі?

В наших теплицях не адаптовані. Наша теплиця звичайна, там наразі немає нічого екстраординарного, ми просто вирощуємо їжу – і все. До цього намагалися робити експерименти з гідропоніками в першому поколінні нашої теплиці, але там було багато проблем – наприклад, треба багато води, якої немає в пустелі. Але це не значить, що ми нічого не змінюватимемо. Радше за все, в найближчі роки ми побачимо, що на нашій станції тестуються технології з вироблення їжі. Зараз в нас є біореактор, який вже працює понад пів року.

На жаль, на самому Марсі нові технології не тестують. Виняток тільки один – на останній марсохід, який летів з експедицією, – Perseverance – NASA встановила маленький приборчик, який виробляв кисень з атмосфери Марсу. Він коректно працював. Жодна інша технологія, зокрема з виробництва поживних речовин, безпосередньо на Марсі не тестувалась.

А чи плануються експедиції на Марс?

Так, вони плануються, але ніхто не знає, коли і як вони відбудуться, адже це потребує величезних фінансових ресурсів. Крім того, потрібна політична воля, аби відправити людей на Марс, а її, на жаль, наразі немає в жодній країні. Від політичної волі багато чого залежить. І навколо є інженери й астронавти, які хочуть відправитись на цю планету, вони від цього страждають.

Я думаю, що в кінці 2030-х ми все-таки зможемо полетіти на Марс. Але мине, напевно, десятки років, аби змогти побудувати колонію на поверхні цієї планети.

Чи можна наразі оцінити розмір витрат, які потрібні для польоту на Марс?

Було дуже багато оцінок. Можу сказати, що, використовуючи наявні технології, для відправки одного кілограму вантажу на Марс треба заплатити близько $100 000. Не беручи до уваги те, що багато технологій ще треба розробити, а це додаткові витрати. Наприклад:

• доставка великих вантажів на орбіту Землі;
• ефективніші ракетні двигуни;
• посадка на поверхню Марса тяжких і габаритних вантажів;
• технології створення житла на Марсі;
• виробництво кисню і води з марсіанських ресурсів.

Тому я не буду спекулювати на тому, скільки потрібно мільярдів доларів, але дуже багато. Лише одна країна це не може стягнути – державам потрібно кооперуватись.