كوكب المريخ هومحور الكثير من الدراسات الفهمية حول الاستعمار البشري المُحتمل للكوكب. تَجعل ظروف سطح المريخ ووجود المياه الجوفية فيه أكثر الأجسام والكواكب في نظامنا الشمسي صلاحية للحياة بعد الأرض. يُعد المريخ أكثر الكواكب سهولة للوصول أكثر من أى كوكب من حيث الطاقة المَطلوبة للنقل (دلتا- v) للوصول إليه من الأرض بعد كوكب الزهرة.

يُعد إنشاء مُستعمرة دائمة للإنسان على كوكب أخر، بما في ذلك المريخ، أحد أكثر مواضيع الخيال الفهمي شيوعًا. فمع تقدم التكنولوجيا، وزيادة المخاوف بشأن مستقبل البشرية على الأرض، فإن الحاجة للإستعمار الفضاء تكتسب زخماً. ومن الأسباب الأخرى لإستعمار الفضاء هى المصالح الاقتصادية، والبحوث الفهمية طويلة المدى التي أجراها البشر على نحوأفضل مقارنة بالآلات.

تعهدت جميع من المنظمات الخاصة والعامة بإجراء أبحاث حول جدوى جهود الاستعمار طويل المدى واتخاذ خطوات نحووجود إنساني دائم على سطح المريخ. وتضم وكالات الفضاء المشاركة في الأبحاث أوالتخطيط للبعثات: ناسا ووكالة الفضاء الروسية الفدرالية وإدارة الفضاء الوطنية الصينية. أما المؤسسات الخاصة تضم سبيس إكس، لوكهيد مارتن، وبوينگ.

المهمة والجدول الزمنى

إن جميع مفاهيم البعثة البشرية الأولية إلى المريخ كما تصورتها البرامج الفضائية الحكومية - مثل تلك التي خططت لها ناسا ووكالة الفضاء الروسية الفدرالية ووكالة الفضاء الأوروپية - لن تكون بِعثَات مباشرة للاستعمار، لكنها مُخصصة فقط لمهام الإستطلاع والإستكشاف، فكما كانت بعثة أبولوإلى القمر للإستكشاف لا لإقامة مستعمرة دائمة.

يحتاج الإستعمار إلى إنشاء موطن أوبيئة دائمة يُمكنها فيما بعد حتى تتمدد وتتمكن من الإكتفاء الذاتى. هناك مَفهومين لبناء أول مستعموة على سطح المريخ هما Mars Direct وSemi-Direct، الذي يقترحهما روبرت زبرين.

بعثة سپيس‌إكس

اعتبارًا من عام 2019، سيقوم مالك شركة سپيس‌إكس إيلون مسك بتمويل وتطوير سلسلة من رحلات الشحن المرتبطة بالمريخ مع نظام BFR rocket and spaceship system للصواريخ وسفن الفضاء في وقت مبكر في عام 2022، تليها أول رحلة طيران إلى المريخ في عام 2024. خلال الفترة الأولى، سيكون الهدف هوإطلاق الكثير من صورايخ ومركبات BFR لنقل وتجميع محطة وقود الميثان / الأوكسجين، وبناء قاعدة استعدادًا لتواجد موسع علي السطح. الإستعمار الناجح سيضم في النهاية الكثير من العوامل الاقتصادية - سواء الأفراد أوالشركات أوالحكومات - لتسهيل نموالوجود البشري على المريخ على مدى عقود عديدة.

التشابه النسبى مع الأرض

يتشابه كوكب الأرض وكوكب الزهرة في الهجريب والحجم وجاذبية السطح ـ لذلك يُطلق عليه تؤم الأرض ـ، لكن أوجه التشابه بين المريخ والأرض أكثر إختلافاً عند التفكير في الاستعمار. وتضم هذه:

يوم المريخ أو"سول" قريب جدًا من مدة يوم الأرض. اليوم حسب التوقيت الشمسي على المريخ هو24 ساعة و39 دقيقة و35,244 ثانية. يحتوي المريخ على مساحة سطحية تبلغ 28,4٪ من الأرض، أقل بقليل من كمية الأرض الجافة على الأرض (التي تمثل 29,2٪ من سطح الأرض). يحتوي المريخ نصف قطر الأرض وعُشر الكتلة فقط . هذا يعني أنه يحتوي على حجم أصغر (~ 15٪) ومتوسط كثافة أقل من الأرض.

المريخ لديه ميل محوري من 25,19 درجة، على غرار 23,44 درجة للأرض. ونتيجة لذلك، فإن المريخ لديه مواسم تشبه كثيراً الأرض، لكن مدة تلك الفصول هى ضعفى فترة فصول الأرض, لأن سنة المريخ تساوى 1.88 سنة للأرض، وذلك لبعد مداره عن الشمس. يشير القطب الشمالي المريخي حاليًا إلى كوكبة الدجاجة Cygnus، وليس إلي كوكبة الدب الأصغر Ursa Minor مثل الأرض.

وتؤكد الإستكشافات الأخيرة التي أجرتها مارس ريكونيسانس أوربيتر التابعة لوكالة ناسا، ومارس إكسپرس التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية ومركبة الإبرار فينكس التابعة لوكالة ناسا، إلى وجود جليد مائي على سطح المريخ.

الإختلاف عن الأرض

على الرغم من حتى هناك بعض أليف الظروف القاسية التي تعيش في ظروف شديدة الصعبة على الأرض، بما في ذلك برامج المحاكاة التي تحاكى بيئة المريخ، فإنهُ لا يمكن للنباتات والحيوانات عمومًا البقاء على قيد الحياة في الظروف الموجودة على سطح المريخ.

الجاذبية على سطح المريخ تساوى 38٪ من الأرض. على الرغم من حتى الجاذبية الصغري معروفة بأنها تسبب مشاكل صحية مثل فقدان العضلات وهشاشة العظام، فإنه من غير المعروف ما إذا كانت الجاذبية المريخية سيكون لها تأثير مُماثل. كان المشروع Biosatellite للمريخ مشروعًا مقترحًا يهدف إلى فهم المزيد عن التأثير الذي ستحدثه جاذبية سطح الأرض للمريخ على البشر، ولكن تم إلغاؤه بسبب نقص التمويل.

المريخ أكثر برودة من الأرض، فمع متوسط درجات حرارة السطح بين -87 و-5 ° م ,فإن أدنى درجة حرارة سجلت على الأرض حتى الآن هى -89,2 درجة مئوية، في القارة القطبية الجنوبية.

قد تظهر المياه السطحية على المريخ لفترة وجيزة، ولكن فقط في ظل ظروف معينة.

ونظرًا لأن المريخ يبعد حوالي 52٪ عن الشمس، فإن كمية الطاقة الشمسية التي تدخل الغلاف الجوي العُلوي لكل وحدة مساحة (ثابت الطاقة الشمسية) تبلغ حوالي 43,3٪ فقط مما يصل إلى الغلاف الجوي العُلوي للأرض. ومع ذلك، فبسبب غُلاف المريخ الجوي الأضعف، تصل نسبة أعلى من الطاقة الشمسية إلى السطح. [المصدر لا يؤكد ذلك]

الحد الأقصى للإشعاع الشمسي على المريخ حوالي 590 واط / م2 مقارنة بحوالي 1000 واط / م2 على سطح الأرض. بالإضافة إلي حتى العواصف الترابية على مدار السنة على سطح المريخ قد تمنع أشعة الشمس لأسابيع في جميع مرة.

مدار كوكب المريخ أكثر إنحرافاً عن الأرض (إنحراف مداري)، مما يزيد درجة الحرارة والتغيرات الشمسية الثابتة. وبسبب عدم وجود غلاف مغنطيسي، يمكن للعواصف الشمسية والأشعة الكونية الوصول بسهولة إلى سطح المريخ.

الضغط الجوي على المريخ أقل بكثير من حد أرمسترونغ الذي يمكن للناس البقاء على قيد الحياة من دون بذات ضغط خاصة. وبما أنه لا يمكن تسقط وجود عملية إعادة تأهيل للمريخ على أنها حل قريب الأجل، فإنه يتعين بناء هياكل صالحة للسكن على المريخ بأوعية ضغط شبيهة بالمركبة الفضائية، قادرة على احتواء ضغط يتراوح بين 30 و100 كيلوباسكال. أُنظر الغلاف الجوي للمريخ.

الغلاف الجوي المريخي هو95 ٪ من ثاني أكسيد الكربون، ثلاثة ٪ النيتروجين، الأرجون 1,6 ٪، وآثار غازات أخرى بما في ذلك الأكسجين مجموعها أقل من 0,4 ٪.

لا يعمل الغلاف الجوي الرقيق للمريخ على تصفية أشعة الشمس فوق البنفسجية.

شروط المستعمرة البشرية

الظروف على سطح المريخ قريبة نسبياً إلى الظروف على سطح الأرض من حيث درجة الحرارة وضوء الشمس أكثر من أي كوكب آخر أوقمر آخر، باستثناء قمم السحب من كوكب الزهرة. ومع ذلك، فإن السطح غير مضياف للبشر أوأغلب أشكال الحياة المعروفة بسبب انخفاض ضغط الهواء بشكل كبير، والغُلاف الجوي الذى يحتوي على نسبة أكسجين بنسبة 0,1٪ فقط.

في عام 2012، تم الإبلاغ عن حتى بعض الأشنة والبكتيريا الزرقاء نجت وأظهرت قدرة كبيرة على التكيف لعملية التمثيل الضوئي بعد 34 يومًا في ظروف المريخ المحاكية في مختبر محاكاة المريخ (MSL) الذي يحتفظ به المركز الألماني للطيران (DLR). ويعتقد بعض الفهماء حتى البكتيريا الزرقاء يمكن حتى تلعب دورًا في تطوير مستوطنات ذاتية الأكتفاء على سطح المريخ. ويقترحون حتى البكتيريا الزرقاء يمكن حتى تستخدم مباشرة في تطبيقات مختلفة، بما في ذلك إنتاج الغذاء والوقود والأكسجين، ولكن أيضا بشكل غير مباشر: يمكن حتى تدعم نموالكائنات الحية الأخرى، مما يفتح الطريق أمام مجال واسع من الكائنات الحية التي تدعم الحياة بإستخدام موارد المريخ.

لقد إستكشف البشر أجزاء من الأرض تطابق بعض الظروف على سطح المريخ. استنادًا إلى بيانات وكالة الفضاء الأمريكية (ناسا)، تتشابه درجات الحرارة على سطح المريخ (عند خطوط العرض المنخفضة) مع تلك الموجودة في القارة القطبية الجنوبية. ويماثل الضغط الجوي على الارتفاعات العليا (35 كم، الضغط على سطح المريخ.

يتطلب بقاء الإنسان على المريخ تدابير معقدة لحماية أشكال الحياة المتنوعة والعيش في بيئات إصطناعية.

وقد تحققت وكالة ناسا في إمكانية الوصول إلى المياه على سطح المريخ (المجمدة أوغير ذلك) عن طريق الحفر.

التأثير على البشر

يمثل المريخ بيئة معادية للسكن البشري. ولقد تم تطوير تقنيات مختلفة لمساعدة إستكشاف الفضاء على المدى الطويل ويمكن استعمال تلك التقنيات للسكن على سطح المريخ. الرقم القياسي الحالي لأطول رحلة طيران متتالية هو438 يومًا من قبل رائد الفضاء فاليري بولياكوف، وأطول وقت في الفضاء هو872 يومًا من قبل جينادي بادالكا. أطول وقت يتم قضاؤه خارج نطاق حماية حزام فان آلن الإشعاعي هوحوالي 12 يومًا للهبوط على سطح القمر "أبولو17". وهذا أمر سهل مقارنة برحلة الـ1100 يوم المُخطط من قِبل وكالة ناسا في عام 2028. كما افترض الفهماء حتى الكثير من الوظائف البيولوجية المتنوعة يمكن حتى تتأثر سلبيًا ببيئة المريخ. بسبب إرتفاع مستويات الإشعاع، بالإضافة إلى الكثير من الآثار الجانبية الفيزيائية التي يجب تخفيفها.

الأثار الفزيائية

يؤثر الفرق في الجاذبية بين الأرض والمريخ (والفضاء عموماً) سلبًا على صحة الإنسان عن طريق إضعاف العظام والعضلات. وهُناك أيضا خطر من سقم هشاشة العظام ومشاكل القلب والأوعية الدموية. تَضَعت عمليات التناوب الحالية على متن محطة الفضاء الدولية رواد الفضاء في حالة انعدام الجاذبية لمدة ستة أشهر، وهي فترة زمنية مماثلة لرحلة في اتجاه واحد إلى المريخ. وهذا يعطي الباحثين القدرة على فهم بشكل أفضل الحالة الفيزيائية التي سيصل إليها رواد الفضاء إلى المريخ. فبمجرد الوصول إلى المريخ، ستبلغ نسبة الجاذبية السطحية 38٪ فقط من التى على الأرض. وعند العودة إلى الأرض، فإن الشفاء من فقدان العظام وضمورها قد يستغرق وقتاً طويلاً، وقد لا يمكن عكس آثار الجاذبية الصُغري السلبية على الإطلاق.

هناك أيضا مخاطر إشعاعية شديدة على المريخ يمكن حتى تؤثر على التفكير بشكل سليم، وتدهور صحة القلب والأوعية الدموية، وتمنع التكاثر، وتسبب السرطان.

الأثار النفسية

بسبب بطء الاتصالات بين الأرض والمريخ، يجب تطوير بروتوكولات جديدة من أجل تقييم الصحة النفسية لأفراد الطاقم، لذلك طوّر الباحثون محاكاة مريخية تُسمى HI-SEAS تضع الفهماء في مختبر مريخى مُحاكي لدراسة الآثار النفسية للعزلة، والمهام المتكررة، والعيش في أماكن صغيرة مع فهماء آخرين قد تصل إلى فترة المحاكاة إلى عام في جميع مرة. ويجري تطوير برامج الكمبيوتر لمساعدة الطواقم في القضايا الشخصية في غياب التواصل المباشر مع المهنيين على وجه الأرض. الاقتراحات الحالية لاستكشاف المريخ والاستعمار هي اختيار الأفراد الذين اجتازوا الفحص النفسي. كما تم اقتراح جلسات نفسية اجتماعية للعودة إلى الوطن من أجل إعادة توجيه الناس إلى المجتمع.

إعادة تأهيل الكوكب

هناك الكثير من النقاش حول إمكانية إعادة تأهيل المريخ للسماح لمجموعة متنوعة من أشكال الحياة، بما في ذلك البشر، بالبقاء دون مساعدة التكنولوجيا على سطح المريخ، بما في ذلك التقنيات اللازمة للقيام بذلك.

الإشعاعات

ليس للمريخ غُلاف مغنطيسي كما للأرض. ويسمح هذا، إلى جانب الغلاف الجوي الرقيق، بكمية كبيرة من الإشعاعات المؤينة للوصول إلى سطح المريخ. تحمل المركبة الفضائية مارس أوديسي أداة لقياس الإشعاع. ووجدت ماري حتى مستويات الإشعاع في المدار فوق المريخ أعلى بمقدار 2,5 مرة منها في محطة الفضاء الدولية. كان متوسط الجرعة اليومية حوالي 220 ميكروجراي (22 مهر) - أي ما يعادل 0,08 غي في السنة. سيكون التعرض لمدة ثلاث سنوات لهذه المستويات قريبًا من حدود الأمان التي تعتمدها حاليًا وكالة ناسا. [بحاجة لمصدر] المستويات على سطح المريخ ستكون أقل نوعًا ما وقد تختلف اختلافًا كبيرًا في مواقع مختلفة اعتمادًا على الارتفاع والمجالات المغناطيسية المحلية. ومن شأن بناء الأحياء السكنية تحت الأرض (ربما في أنابيب الحمِم المريخية الموجودة بالعمل) حتى يُقلل بدرجة كبيرة من تعرض المستعمرين للإشعاع.

يبقى لنا الكثير لنتَفهمُه عن إشعاعات الفضاء. في عام 2003، إفتتح مركز ليندون ب. جونسون للفضاء التابع لناسا "مختبر ناسا للكشف عن الإشعاع الفضائي"، في مختبر بروكهافن الوطني، والذي يوظف مسرعات الجسيمات لمحاكاة الإشعاع الفضائي. تدرس المُنشأة آثاره على الكائنات الحية، فضلا عن تجربة تقنيات التدريع. في البداية، كان هناك بعض الأدلة على حتى هذا النوع من الإشعاع المزمن منخفض المستوى ليس بالقدر نفسه من الخطورة كما كان يعتقد في السابق ؛ لكن أشارت نتائج دراسة أُجريت عام 2006 إلى حتى البروتونات من الإشعاع الكوني قد تُسبب ضعفًا كبيرًا في الحمض النووي كما كان متسقطًا سابقًا، مما يعُرض رواد الفضاء إلى خطر أكبر للإصابة بالسرطان والأمراض الأخرى. ونتيجة للإشعاع العالي في بيئة المريخ، ذكر التقرير الموجز لمراجعة لجنة خطط الطيران البشرية الأمريكية في عام 2009 أن: " المريخ ليس مكانًا سهلاً للزيارة بالتكنولوجيا الحالية ودون استثمار كبير في الموارد. " تستكشف ناسا مجموعة متنوعة من التقنيات والتقنيات البديلة مثل الدروع الواقية من البلازما لحماية رواد الفضاء والمركبات الفضائية من الإشعاع.

في سبتمبر 2017، ذكرت وكالة ناسا حتى مستويات الإشعاع على سطح كوكب المريخ قد تضاعفت بشكل مؤقت، وكانت مرتبطة مع الشفق 25 مرة أكثر إشراقا من أي ملاحظة في وقت سابق، وذلك بسبب عاصفة شمسية ضخمة وغير متسقطة في منتصف الشهر.

التنقُل

رحلات الفضاء بين الكواكب

يتطلب الوصول للمريخ من الأرض طاقة أقل لكل وحدة كتلة (دلتا v) أكثر من أي كوكب ما عدا كوكب الزهرة. بإستخدام مدار هوهمان الانتنطقي. تتطلب الرحلة إلى المريخ ما يقرب من تسعة أشهر في الفضاء. لكن مسارات التحويل المُعدلة تقلل من وقت السفر إلى أربعة إلى سبعة أشهر في الفضاء مُمكنة في لقاء كميات أكبر من الطاقة والوقود مقارنة بمدار انتنطق هوهمان، وهي عادتاً مستخدمة لمهام المريخ الروبوتية. يحتاج تقصير مدة السفر أقل من ستة أشهر زيادة الدلتا وكميات متزايدة من الوقود، وذلك قاسي في الصواريخ الكيماوية. ويمكن حتىقد يكون ذلك ممكنًا مع تقنيات دفع المركبات الفضائية المتقدمة، والتي تم اختبار بعضها بالعمل إلى مستويات مختلفة، مثل صاروخ Magnetoplasma Rocks، والصواريخ ذات الدفع النووي. ففي الحالة الأولى، يمكن الحصول على وقت رحلة مدته أربعين يومًا، وفي هذه الحالة الأخيرة، قد تصل مدة الرحلة إلى أسبوعين تقريبًا. في عام 2016، نطق عالِم بجامعة كاليفورنيا أنه بإمكانهم تقليل وقت السفر لإجراء تحقيق روبوتي إلى المريخ إلى "أقل من 72 ساعة" باستخدام نظام "الدفع الفوتوني" بدلاً من نظام الدفع الصاروخي القائم على الوقود.

أثناء الرحلة، سيخضع رواد الفضاء للإشعاع، الأمر الذي يحتاج وسيلة لحمايتهم. تُسبب الأشعة الكونية والرياح الشمسية تلف الحمض النووي، مما يزيد من خطر الإصابة بالسرطان بشكل كبير. تأثير السفر على المدى الطويل في الفضاء بين الكواكب غير معروف، لكن الفهماء يُقدِرون خطرًا إضافيًا يتراوح بين 1٪ و19٪ (تقدير واحد هو3,4٪) للرجال بالموت بسبب السرطان بسبب الإشعاع أثناء الرحلة إلى المريخ والعودة إلى الارض. بالنسبة للنساء فإن الاحتمال أعلى بسبب الأنسجة الغدية الأكبر.

الهبوط على المريخ

جاذبية المريخ السطحية تساوى 0,38 مرة من الأرض، ويبلغ كثافة غلافه الجوي حوالي 0,6 ٪ من ذلك على الأرض. تجعل الجاذبية القوية نسبياً والتأثيرات الديناميكية الهوائية من الصعب هبوط المركبات الفضائية الثقيلة ذات الدفع فقط، كما وقع مع هبوط أبولوعلى سطح القمر، ومع ذلك فإن الغلاف الجوي ضئيل للغاية حتى تكون التأثيرات الإيرودينامية مفائدة لكبح جماح المركبات الهابطة على سطحه. ستتطلب عمليات الهبوط على كوكب المريخ حتى تكون أنظمة الكَبح والهبوط مختلفة عن أي شيء أُستخدِم في مركبة فضائية على سطح القمر أوأى بعثة روبوتية على سطح المريخ.

إذا افترضنا حتى مادة البناء النانوالكربوني ستكون متاحة بـقوة 130 جيجا باسكال، فيمكن بناء مصعد فضاء لإيصال الأشخاص والمواد على المريخ. كما تم اقتراح مصعد فضاء في القمر فوبوس.

المُعدات المطلوبة لبدأ الإستعمار

سيتطلب إستعمار المريخ مجموعة واسعة من المُعدات - الأجهزة لتقديم الخدمات المباشرة إلى البشر ومعدات الإنتاج المُستخدمة لإنتاج الغذاء والوقود والماء والطاقة والأكسجين القابل للتنفس - من أجل دعم جهود الاستعمار البشري. يفترض أن تشتمل المعدات المطلوبة على:

• موطن أوبيئة صالحة للحياة.
• مرافِق التخزين.
• مساحات للعمل.
• غُرفة الضغط، للتحكم بالضغط وإدارة الغبار.
• مُعِدات مسقط لإستخراج الموارد - مبدئياً من أجل الماء والأكسجين، ولاحقاً للمعادن ومواد البناء، إلخ.
• معدات لإنتاج الطاقة وتخزين الطاقة، وبعض الطاقة الشمسية وربما النووية كذلك.

• مساحات ومُعدات لإنتاج الطعام.
• مُعدات لإنتاج وقود الصواريخ. يعتقد عمومًا حتى الهيدروجين والميثان من خلال رد عمل Sabatier reaction للوقود - مع أكسدة الأكسجين - لمحركات الصواريخ الكيميائية.
• الوقود أومصدر طاقة آخر للاستخدام للنقل السطحي. تم اقتراح استخدام محركات أول أكسيد الكربون / الأكسجين (CO / O2) لإستخدام النقل السطحي المبكر حيث يمكن إنتاج جميع من أول أكسيد الكربون والأكسجين بشكل مباشر بواسطة التحليل الكهربائي لثنائي أكسيد الزركونيوم من الغلاف الجوي المريخي دون الحاجة إلى استخدام أي من موارد المياه المريخية للحصول على الهيدروجين.
• معدات الاتصالات.
• مُعدات للتحرك على السطح - بدلة المريخ، مركبات لنقل الرواد على السطح، وربما حتى طائرات المريخ.

ووفقًا لـ إيلون ماسك، "حتى إذا كان هُناك مليون إنسان [يعملون على المريخ]، فإنك تفترض قدراً مذهلاً من الإنتاجية لكل شخص، لأنك ستحتاج إلى إعادة إنشاء القاعدة الصناعية بأكملها على سطح المريخ ... ستحتاج إلى التعدين وتجهيز كُل هذه المواد المُختلفة، في بيئة أكثر صعوبة من الأرض ".

الاتصالات

الإتصالات مع الأرض غير مُعقدة نسبيًا عندما تكون الأرض فوق أفق المريخ لنصف الكوكب اللقاء لها. وقد وضعت ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية أقمار صناعية لنقل الاتصالات في الكثير من مدارات المريخ، لذا فإن المريخ لديها بالعمل شبكة اتصالات. وفي حين حتى هذه الأقمار يفترض أن ستنهار في نهاية المطاف، فمن المرجح إطلاق مدارات إضافية ذات قدرة على نقل الاتصالات قبل حتى يتم إنشاء أي مُستعمرة.

إن تأخر الاتصالات في اتجاه واحد بسبب المسافة الكبيرة تتراوح بين ثلاثة دقائق إلى 22 دقيقة في أبعد نقطة في بين الكوكبين. سيكون الإتصال في الوقت العملي، مثل المحادثات الهاتفية أوالدردشة عبر الإنترنت، بين الأرض والمريخ غير ممكن بدرجة كبيرة نظرًا للتأخير الزمني الطويل. وجدت وكالة ناسا حتى الاتصال المباشر يمكن حتى يُبتر لمدة أسبوعين تقريبًا عندما تكون الشمس بين المريخ والأرض مباشرةً، على الرغم من حتى المدة العملية لإنقطاع الاتصالات تختلف من مهمة إلى مهمة حسب عوامل متعددة - مثل معدل البيانات الأدنى المقبول من وجهة نظر البعثة. في الواقع، كانت معظم البعثات في المريخ تعاني من انقطاع في الاتصالات لمدة شهر واحد.

يمكن لقمر صناعي عند النقطة L1 أوL2 في نقطة لاغرانج حتى يعمل كناقل للإتصالات خلال فترة الإنقطاح من أجل حل المشكلة؛ يُمكن حتى حتىقد يكون إنشاء مجموعة من الأقمار الإصطناعية للإتصالات بين مدارى الأرض والمريخ حلاً زهيداً لتأمين الاتصالات في سياق برنامج الإستعمار الكامل.

الروبوتات الأولية

يمكن تمهيد الطريق إلى مستعمرة بشرية بواسطة الأنظمة الآلية مثل متجول إستكشاف المريخ، سبيريت. يمكن لهذه الأنظمة المساعدة في تحديد الموارد، مثل المياه الجوفية أوالجليد، التي من شأنها حتى تساعد في نموالمستعمرة وتكاثرها. وستقاس أعمار هذه الأنظمة بالسنوات وحتى العقود، وكما أظهرت التطورات الأخيرة في الرحلات الفضائية التجارية، قد تكون هذه الأنظمة ملكية خاصة وحكومية. هذه الأنظمة الروبوتية لديها أيضا تكلفة مخفضة مقارنة مع العمليات المأهولة، ولديها مخاطر سياسية أقل.

قد ترسى الأنظمة السلكية الأساس لعمليات الإنزال والقواعد في وقت مبكر، من خلال إنتاج المواد الاستهلاكية المتنوعة بما في ذلك الوقود والمياه ومواد البناء. يمكن حتى يبدأ إنشاء أنظمة الطاقة والاتصالات والمأوى والتدفئة وأسس التصنيع بالأنظمة الآلية، كمقدمة لعمليات مأهولة.

قبل حتى يتم نقل البشر للمريخ عام 2030 كما في رؤية سبيس إكس، سيتم إرسال عدد من البعثات الروبوتية إلى المريخ أولاً لنقل المُعدات والمساكن والإمدادات الأساسية.

الاقتصاد

كما هوالحال مع المستعمرات المبكرة في العالم الجديد (الأمريكتين)، فإن الاقتصاد سيكون جانباً حاسماً لنجاح المستعمرة. قد تُسهم جاذبية المريخ المنخفضة ومسقطه في النظام الشمسي في تسهيل حركة التجارة بين المريخ والأرض، وقد يوفر سبباً إقتصادياً للاستقرار المُستمر على الكوكب. ونظراً لحجمه وموارده، قد يحدث هذا في نهاية المطاف مكاناً لزراعة الأغذية وإنتاج معدات للتنقيب في حزام الكويكبات.

إن المشكلة الاقتصادية الرئيسية هي الاستثمار الضخم المسبق ورأس المال المطلوب لإنشاء المستعمرة وربما أيضا إعادة تأهيل الكوكب.

قد تتخصص بعض مستعمرات الأولى على المريخ في تطوير الموارد المحلية للإستهلاك المريخي، مثل الماء و/أوالثلج. يمكن أيضا استخدام الموارد المحلية في بناء البنية التحتية. أحد مصادر المواد الخام على المريخ المعروف حالياً هوالحديد المعدني في شكل نيازك من النيكل والحديد. يتم استخراج الحديد في هذا الشكل بسهولة أكثر من أكاسيد الحديد التي تغطي الكوكب.

ومن السلع التجارية الرئيسية الأخرى على المريخ التى يُمكن تجارتها بين المسعتمرات الأولى هوالسماد. مع إفترضنا حتى الحياة غير موجودة على سطح المريخ، فإن التربة ستكون سيئة للغاية بالنسبة للنباتات المزروعة، لذا فإن السماد سيكون ذات قيمة كبيرة لأي حضارة على المريخ حتى يتغير الكوكب بدرجة كافية كيميائياً لدعم زراعة النباتات من تلقاء نفسه.

الطاقة الشمسية هي مرشح لإمداد مستعمرة المريخ بالطاقة. إذا الإشعاع الشمسي (كمية الإشعاع الشمسي التي تصل إلى المريخ) هوحوالي 42٪ من ذلك على الأرض، حيث حتى المريخ يبعد حوالي 52٪ عن الشمس، حيث يقل الإشعاع الشمسى بنسبة مربع المسافة بين الشمس والمريخ. لكن الغلاف الجوي الرقيق سيسمح تقريباً لكل تلك الطاقة بالوصول إلى السطح على عكس الأرض، حيث يمتص الغلاف الجوي ما يقرب من ربع الإشعاع الشمسي. قد يحدث ضوء الشمس على سطح المريخ مثل يوم غائم على الأرض بشكل معتدل.

الطاقة الشمسية هي المرشح الأكبر لإمداد مستعمرة المريخ بالطاقة. إذا كمية الإشعاع الشمسي التي تصل إلى المريخ هي حوالي 42٪ من تلك التى تصل إلي الأرض، حيث حتى المريخ يبعد حوالي 52٪ عن الشمس، ويقل الإشعاع الشمسي لمربع للمسافة. لكن الغلاف الجوي الرقيق يسمح تقريبًا لكل تلك الطاقة بالوصول إلى السطح مقارنة بالأرض، حيث يمتص الغلاف الجوي ما يقرب من ربع الإشعاع الشمسي. قد يحدث ضوء الشمس على سطح المريخ مثل يوم غائم على الأرض بشكل معتدل.

الدوافع الإقتصادية

يمكن القول بأن استعمار المريخ ممكن عندما تصبح الطرق الضرورية لاستعمار الفضاء رخيصة بما فيه الكفاية (مثل الوصول إلى الفضاء بواسطة أنظمة إطلاق أرخص) للوفاء بالأموال التراكمية التي تتراكم لهذا الغرض.

على الرغم من عدم وجود آفاق فورية للمبالغ الضخمة المطلوبة لإتاحة أي استعمار فضائي نظراً لتكاليف الإطلاق التقليدية، هناك بعض الاحتمالات لتخفيض جذري في تكاليف الإطلاق في عشرينيات القرن العشرين، مما يقلل بالتالي من التكلفة من أي جهود في هذا الاتجاه. وبثمن منشور يبلغ 62 مليون دولار أمريكي لكل إطلاق يصل إلى 22,800 كيلوغرام من الحمولة إلى مدار أرضي منخفض أو4,020 كيلوغرام إلى المريخ، فإن صواريخ سبيس إكس فالكونتسعة هي بالعمل "الأرخص حاليًا". تتضمن خطط سبيس إكس الصواريخ القابلة لإعادة الاستخدام Falcon Heavy ومركبات الإطلاق القائمة على الميثان بما في ذلك نظام النقل بين الكواكب. إذا نجحت سبيس إكس في تطوير التكنولوجيا القابلة لإعادة الاستخدام، فمن المتسقط حتى "يكون لها تأثير كبير على تكلفة الوصول إلى الفضاء"، وتغير السوق التنافسية بشكل متزايد في خدمات الإطلاق الفضائية.

قد تتضمن طرق التمويل البديلة إنشاء جوائز التحفيز. عملى سبيل المثال، اقترحت لجنة الرئيس لتطبيق سياسة الولايات المتحدة لاستكشاف الفضاء لعام 2004 أنه ينبغي إقامة مسابقة حافز، من الممكن من قبل الحكومة، لتحقيق الاستعمار الفضائي. أحد الأمثلة المقدمة هوتقديم جائزة للمنظمة الأولى لوضع البشر على القمر وإعالتهم لفترة محددة قبل عودتهم إلى الأرض.

الأماكن المُقترحة للإستعمار

المناطق الإستوائية

وجد مارس أوديسي ما يظهر أنها كهوف طبيعية بالقرب من البركان Arsia Mons. وقد تم التكهن بأن المستوطنين يمكن حتى يستفيدوا من المأوى الذي يمكن حتى توفره هذه البُنى أوالهياكل المُماثِلة من الإشعاعات ومن النيازك الدقيقة. ويشتبه أيضا في وجود طاقة حرارية أرضية في المناطق الاستوائية. أنابيب الحمم

تم تحديد الكثير من مناور أنابيب الحمم المريخة على أجنحة Arsia Mons. تشير الأمثلة المستندة إلى الأرض إلى حتى بعضها يجب حتى يحتوي على ممرات طويلة توفر حماية كاملة من الإشعاع ويكون من السهل نسبياً إقفالها باستخدام المواد الموجودة في المسقط، خاصة في الأقسام الفرعية الصغيرة.

الحماية الكوكبية

يلزم تعقيم المركبات الفضائية الروبوتية المُتجهة إلى المريخ، بحيثقد يكون لديها أكثر من 300 ألف من الجراثيم على السطح الخارجي للمركبة- وأكثر تعقيمًا بشكل تام إذا كانت المركبة مُتجهة إلي "المناطق الخاصة" التي تحتوي على الماء، وإلا فستكون هناك خطورة من تلوث ليس فقط تجارب كشف الحياة ولكن من الممكن الكوكب نفسه.

ولكن من المحال تعقيم بعثات الإنسان إلى هذا المستوى، حيث حتى البشر يحتضنون عادةً مائة تريليون كائن حيوي لآلاف الأنواع من الميكروبيوم البشري، ولا يمكن إزالتها مع الحفاظ على حياة الإنسان. يظهر حتى الاحتواء هوالخيار الوحيد، ولكنه يمثل تحديًا كبيرًا في حالة حدوث هبوط شديد على الكوكب (أي إصتدام). كانت هناك الكثير من ورش العمل الكوكبية حول هذه المسألة، ولكن مع عدم وجود مبادئ توجيهية نهائية لطريقة المضي قدمًا حتى الآن. كما سيكون المستكشفون البشريون عرضة للتلوث إلى الأرض إذا أصبحوا حاملين للكائنات الدقيقة.

التحديات الأخلاقية والسياسية والقانونية

أحد التحديات الأخلاقية المحتملة التي قد يقابلها مسافروالفضاء هوالحمل أثناء الرحلة. وفقًا لسياسات إدارة الطيران والفضاء الأمريكية (ناسا)، يُحظر على أفراد الطاقم ممارسة الجنس في الفضاء. ترغب ناسا من أفراد طاقمها التعامل مع بعضهم البعض مثل زملاء العمل في بيئة مهنية. عضوحامل في مركبة فضائية يشكل خطرا على جميع الذين كانوا على متنها. على الأرجح بحاجة المرأة الحامل والطفل إلى تغذية إضافية من الحصص على متن السفينة، فضلاً عن العلاج والرعاية الخاصة. في فترة ما أثناء الرحلة، من المرجح حتى يعيق الحمل من واجبات وقدرات عضوالطاقم الحامل. ولا يزال من غير المعروف تماماً كيف من الممكن أن تؤثر البيئة في المركبة الفضائية على نموالطفل على متن السفينة. غير أنه من المعروف حتى الطفل الذي لم يولد بعد في الفضاء سيكون أكثر عرضة للإشعاع الشمسي، والذي من المحتمل حتىقد يكون له تأثير سلبي على الخلايا والوراثة. خلال رحلة طويلة إلى المريخ من المحتمل حتى أعضاء الحرفة قد يمارسون الجنس بسبب بيئتهم المعزولة والمجهدة.

ومن غير المتسقط كيف من الممكن أن سيغير أول هبوط بشري على سطح المريخ السياسات الحالية المتعلقة باستكشاف الفضاء وإستعمار الأجرام السماوية. ففي عام 1967، معاهدة الأمم المتحدة بشأن المبادئ المُنظمة لأنشطة الدول في مجال إستكشاف الفضاء الخارجي وإستخدامه، بما في ذلك القمر والأجرام السماوية الأخرى، تقرر أنه لا يجوز لأي بلد حتى يطالب بالفضاء أوسكانه. بما حتى كوكب المريخ يوفر بيئة مليئة بالتحديات وعوائق خطيرة أمام البشر للتغلب عليها، فإن القوانين والثقافة على هذا الكوكب ستكون على الأرجح مختلفة تمامًا عن تلك الموجودة على وجه الأرض. مع إعلان إلون مسك عن خططه للسفر إلى المريخ، ليس من المؤكد كيف من الممكن أن ستنطلق ديناميكية شركة خاصة من المحتمل حتى تكون أول من يضع إنسانًا على المريخ على نطاق وطني وعالمي. كان على ناسا حتى تتعامل مع عدة تخفيضات في التمويل. أثناء رئاسة باراك أوباما، تم دفع الهدف من ناسا للوصول إلى المريخ إلى الخلفية. في عام 2017، وعد الرئيس دونالد ترامب بإعادة البشر إلى القمر وفي المريخ في نهاية المطاف، واتخاذ إجراءات فعالة عن طريق زيادة ميزانية ناسا بمبلغ 1,1 مليار دولار، وهجرز في الغالب على تطوير نظام إطلاق الفضاء الجديد.

مرافعة

يُرافع لإستعمار المريخ عدة مجموعات غير حكومية لمجموعة من الأسباب ومقترحات متنوعة. واحدة من أقدم المجموعات هي جمعية المريخ التي تروّج لبرنامج ناسا لإنجاز إستكشاف الإنسان للمريخ وأقامت محطات أبحاث تناظرية للمريخ في كندا والولايات المتحدة. البقاء على المريخ هى جمعية تدعولإعادة تدوير مركبات العودة الطارئة للإرض إلى مستوطنات دائمة بمجرد حتى يحدد المستكشفون الأوليون حتى الإقامة الدائمة ممكنة. ويهدف مشروع "مارس"، الذي تم نشره في يونيو2012، إلى تنسيق - لا بناء - مستعمرة بشرية على سطح المريخ بحلول عام 2027 بتمويل قادم من برنامج تلفزيوني واقعي واستغلال تجاري آخر، على الرغم من حتى هذا النهج انتقد على نطاق واسع على أنه غير واقعي وغير قابل للتطبيق.

أسس إيلون مسك برنامج سبيس اكس بهدف طويل المدى لتطوير التقنيات التي ستمكّن مستعمرة بشرية مستدامة ذاتياً على المريخ. وفي عام 2015، نطق "أعتقد حتى لدينا فرصة جيدة لإرسال إنسان إلى المريخ خلال 11 أو12 عامًا". ريتشارد برانسون، في حياته، "مصمم على حتىقد يكون جزءًا من بدء تعداد السكان على سطح المريخ. أعتقد أنه واقعي تمامًا. سيحدث ... أعتقد أنه على مدار العشرين عامًا القادمة، سنأخذ مئات الآلاف من الناس إلى الفضاء والتي من شأنها حتى تعطينا الموارد المالية للقيام بأشياء أكبر ".

في يونيو2013، خط باز ألدرين، المهندس الأمريكي ورائد الفضاء السابق، والشخص الثاني الذي يمشي على القمر، رأيًا، نُشر في صحيفة نيويورك تايمز، دعمًا لبعثة بشرية إلى المريخ ويرى القمر بأنه "ليس كوجهة لكن كنقطة إنطلاق، تضع الجنس البشري في مسار إلى إستعمار المريخ لتصبح البشرية جنس يعيش لا على كوكب واحد, لكن كوكبين". في آب / أغسطس 2015، قدم ألدرين، بالتعاون مع معهد فلوريدا للتكنولوجيا، "خطة رئيسية"، للنظر فيها من قبل وكالة ناسا، لرواد الفضاء، مع "جولة عمل عشر سنوات"، لاستعمار المريخ قبل عام 2040.

خريطة تفاعلية للمريخ

Interactive imagemap of the global topography of Mars. Hover your mouse to see the names of over 60 prominent geographic features, and click to link to them. Coloring of the base map indicates relative elevations, based on data from the Mars Orbiter Laser Altimeter on NASA's Mars Global Surveyor. Whites and browns indicate the highest elevations (7004120000000000000♠+12 to +8 kم); followed by pinks and reds (7003800000000000000♠+8 to +3 kم); yellow is 5000000000000000000♠0 kم; greens and blues are lower elevations (down to 2996200000000000000♠−8 kم). Axes are latitude and longitude; Polar regions are noted.

(See also: Mars Rovers map and Mars Memorial map) (view • discuss)

انظر أيضاً

المصادر

قراءات إضافية

• Robert Zubrin, The Case for Mars: The Plan to Settle the Red Planet and Why We Must, Simon & Schuster/Touchstone, 1996, ISBN 0-684-83550-9
• Frank Crossman and Robert Zubrin, editors, On to Mars: Colonizing a New World. Apogee Books Space Series, 2002, ISBN 1-896522-90-4.
• Frank Crossman and Robert Zubrin, editors, On to Mars 2: Exploring and Settling a New World. Apogee Books Space Series, 2005, ISBN 978-1-894959-30-8.
• Resource Utilization Concepts for MoonMars; ByIris Fleischer, Olivia Haider, Morten W. Hansen, Robert Peckyno, Daniel Rosenberg and Robert E. Guinness; 30 September 2003; IAC Bremen, 2003 (29 Sept – 03 Oct 2003) and MoonMars Workshop (26–28 Sept 2003, Bremen). Accessed on 18 January 2010
• ; by Erik Seedhouse; Praxis Publishing; 2009; ISBN 978-0-387-98190-1. Also see [1], [2]
• Ice, mineral-rich soil could support human outpost on Mars; by Sharon Gaudin; 27 June 2008; IDG News Service

وصلات خارجية

مشاع الفهم فيه ميديا متعلقة بموضوع Colonization of Mars.

• Mars Society
• The Planetary Society: Mars Millennium Project
• 4Frontiers Corporation
• The Mars Foundation
• Making Mars the New Earth – National Geographic
• Should we colonize Mars? – Wikidebate in Wikiversity