Диоксид углерода доминирует в газовой оболочке – его доля превышает 95%. Азот и аргон встречаются в следовых количествах (2,7% и 1,6% соответственно), а кислород почти отсутствует (0,13%). Верхние слои содержат атомарный водород, формирующий протяжённую экзосферу.
Реголит богат оксидами железа, придающими поверхности характерный оттенок. Анализ образцов, полученных марсоходами, выявил высокие концентрации кремния (до 21%), магния (5%) и алюминия (3%). Сульфаты кальция и гидроксиды железа указывают на прошлую активность жидкой воды.
Метан фиксируется в концентрациях 0,000001%, но его происхождение остаётся неясным. Возможные источники – геотермальные процессы или деятельность микроорганизмов. Для проверки гипотез требуются прямые измерения из глубинных скважин.
Элементный анализ поверхности и атмосферы
Поверхностные породы на 44% состоят из кремнезёма, 21% оксида железа(III) и 15% оксида магния. Атмосфера содержит 95% углекислого газа, 2,7% азота и 1,6% аргона.
Отличия от земных аналогов
Гематит и ярозит преобладают в грунте, что указывает на прошлую гидратацию. Давление у поверхности – 610 Па (0,6% от земного), что исключает существование жидкой воды в открытой форме.
Рекомендация: Для моделирования марсианских условий используйте смесь Fe₂O₃ (18%), SiO₂ (45%) и MgO (12%) с добавлением перхлоратов (0,5–1%).
Летучие соединения
В полярных шапках зафиксирован лёд из CO₂ (70%) и H₂O (30%). Метан обнаруживается в концентрации 0,01 ppm с сезонными колебаниями, что требует проверки биогенного происхождения.
Элементы в грунте Красной планеты и их угрозы для людей
Перхлораты составляют до 1% массы реголита. Эти соединения нарушают работу щитовидной железы при концентрациях выше 0,0007 мг/кг массы тела. На марсианских станциях потребуются многоступенчатые системы фильтрации воздуха и воды.
Оксиды железа придают поверхности характерный красный оттенок, их содержание достигает 18%. Мелкодисперсная пыль с высоким содержанием гематита провоцирует фиброз лёгких при длительном вдыхании. Рекомендуется использовать респираторы класса FFP3.
Сульфаты магния и кальция обнаружены в концентрациях 5-10%. При контакте с кожей вызывают химические ожоги, требуют немедленного промывания изотоническим раствором. В скафандрах необходимо предусмотреть двойной слой защиты.
Кремнезём составляет 45-50% массы грунта. Частицы размером менее 5 микрон проникают в альвеолы, приводя к силикозу. Электростатические фильтры в системах жизнеобеспечения должны задерживать 99,97% частиц.
Влияние газовой оболочки на перспективы заселения Красной планеты
Атмосферное давление на поверхности составляет менее 1% от земного, что исключает возможность дыхания без скафандров. Основной компонент – углекислый газ (95%), что делает воздух непригодным для людей, но пригодным для выращивания растений в закрытых биокуполах.
Концентрация азота (2,7%) слишком низка для естественного круговорота веществ, потребуется искусственное восполнение этого элемента. Содержание кислорода (0,16%) в 130 раз ниже минимально необходимого уровня для выживания млекопитающих.
Разреженность газовой оболочки не обеспечивает достаточной защиты от солнечной радиации. Потребуется строительство подземных убежищ или установка радиационных щитов толщиной не менее 3 метров из реголита.
Пылевые бури, длящиеся месяцами, снижают эффективность солнечных панелей на 20-30%. Альтернатива – ядерные реакторы мощностью от 40 кВт на 10 колонистов.
Тонкий слой газов не удерживает тепло: перепады температур достигают 100°C за сутки. Системы терморегуляции жилых модулей должны выдерживать диапазон от -73°C до +20°C.
Для создания пригодных условий потребуется терраформирование с увеличением давления минимум в 10 раз. Один из методов – выделение кислорода из оксидов железа, которых в грунте содержится 18%.
