Курс на Марс. Самый реалистичный проект полета к Красной планете - Ричард Вагнер, Роберт Зубрин (2001)

На Марсе есть крупномасштабные вулканические образования, например в провинции Фарсида, возраст которых менее 200 миллионов лет. Примерно 4 % поверхности планеты (около 5 миллионов квадратных километров, в основном в северных районах Элизиум, Аркадия и Амазония, а также в экваториальной области Фарсида) классифицируется марсианскими геологами как Верхняя Амазония: рельеф этой части планеты изменился в результате либо вулканической деятельности, либо затопления за последние 500 миллионов лет. События, произошедшие так давно, кому-то покажутся древней историей, но, учитывая, что возраст Марса составляет 4 миллиарда лет, на самом деле их стоит квалифицировать как недавние. С геологической точки зрения, 200 миллионов лет назад – это «сегодня». Если вулканы были активны тогда, они так же могут быть активны в настоящее время.

Более того, как мы уже видели, Марс обладает большими запасами воды. Жидкие грунтовые воды, вероятно, встречаются в пределах километра от поверхности по меньшей мере в некоторых местах. Если некая область была геотермально активна в недавнем прошлом, вода в ней может быть достаточно горяча, чтобы использовать ее для получения энергии.

Если в качестве подходящих кандидатов мы рассмотрим только территории Верхней Амазонии и предположим, что темп их формирования равномерен на отрезке в 500 миллионов лет, мы обнаружим, что 10 % (0,5 миллиона квадратных километров), вероятно, имеют возраст менее 50 миллионов лет, 1 % (50 тысяч квадратных километров) – менее 5 миллионов лет, а 0,1 % (5 тысяч квадратных километров), наверное, были активны в течение последних 500 тысяч лет.

Не следует извлекать геотермальную энергию из области, которая вулканически активна в настоящее время. Недра остаются горячими довольно долго после того, как активность ослабла. В своей основополагающей статье про марсианскую геотермальную энергию Фогг представил расчеты температурных профилей тамошних грунтов как функции времени с момента, когда регион был активен. Его результаты обобщены в табл. 7.2.

Для справки, текущий уровень развития технологии наземного бурения позволяет углубиться примерно на 10 километров. На Марсе делать глубокие скважины должно быть легче, так как меньшая сила тяжести уплотняет почву менее значительно. Можно видеть, что площади, связанные с геотермальной активностью в течение последних 5 миллионов лет, довольно обширны, и для таких территорий будет достаточно скважин глубиной всего в несколько километров, чтобы добыть очень горячую воду. После того как она окажется на поверхности, она станет очень быстро превращаться в пар и может быть использована для выработки электроэнергии с помощью движущейся турбины. Такая станция на Марсе окажется еще более эффективной, чем на Земле, потому что низкое атмосферное давление позволит пару сильнее расширяться перед конденсацией. Часть сточной воды, образующейся в результате этого процесса, будет отведена для снабжения базы в необходимом объеме. Остальная вода направится обратно в скважину, чтобы снова пополнить подповерхностный водоносный слой.

Таблица 7.2. Характеристики марсианских геотермальных полей

Геотермальную энергию нельзя сгенерировать на Луне, ее нельзя сгенерировать на астероидах. Из всех внеземных тел в Солнечной системе только Марс имеет потенциал для создания такого обильного источника энергии для поддержки человеческих поселений.