Экология познания.В научно-фантастических фильмах и книгах колонизация других планет кажется простой. Все, что вам нужно, это

В научно-фантастических фильмах и книгах колонизация других планет кажется простой. Все, что вам нужно, это совершить прыжок в «гиперпространство» на вашем звездном крейсере, и - вуаля - вы пробиваете сложенное пространство-время и мгновенно прибываете в пункт назначения. На самом деле, мы будем колонизировать космос не крупными прыжками, а серией небольших шагов, начиная с успешного проживания на низкой околоземной орбите.

Сегодня это трудно представить, но в первые дни после запуска «Спутника» ученые даже не подозревали, что люди смогут выживать в течение длительных периодов времени в космосе. Первые полеты в космос осуществлялись силами животных, а не астронавтов, и только в 1961 году Юрий Гагарин взмыл на пылающей ракете в космос. Исторический полет Гагарина длился всего 108 минут, но заложил основу для более длительных миссий.

К середине 1970-х годов астронавты успешно осели в орбитальных космических станциях. Первыми стали «Салют» и «Скайлэб», затем появилась «Мир». На станции «Мир» космонавты продолжали бить рекорды проживания в космосе. Муса Манаров и Владимир Титов провели год на борту советской станции в конце 80-х годов, а в 1995 году Валерий Поляков преодолел их рекорд, завершив 438-дневное дежурство в космосе.

Сегодня Международная космическая станция (МКС) выступает в качестве четкого свидетельства того, что люди могут бесконечно долго жить на низкой околоземной орбите. С тех пор, как первый экипаж МКС прибыл на станцию в 2000 году, МКС стала постоянным плацдармом для проведения экспериментов, наблюдения за космосом и в целом жизни космонавтов и астронавтов в космосе.

От низкой околоземной орбите нам просто нужно сделать прыжок и достичь Луны (условно говоря). Она должна стать нашим следующим пунктом назначения. Должна, но может и не стать.

Освоение Луны

С тех пор как программа «Аполлон» поместила Луну в пределах нашей досягаемости, создание базы на Луне казалось следующим логическим шагом. Естественный спутник Земли имеет ряд преимуществ по сравнению с более экзотическими лунами вроде Титана, спутника Сатурна. Во-первых, он находится относительно близко, а значит, экипажи могут сменяться в течение нескольких дней. Также это подразумевает хорошую связь между колонистами и командирами миссии на Земле, то есть без существенных задержек. Луна могла бы стать идеальным космопортом, потому что ракеты могли бы покидать ее низкую гравитацию без особых затрат энергии. Наконец, лунная обсерватория существенно облегчила бы изучение Вселенной и поиск мест, куда можно было бы отправиться в дальнейшем.

Правда, жизнь на Луне будет непростой. В отсутствие атмосферы можно добавить существенные перепады температур, от 134 градусов по Цельсию в полдень до минус 170 градусов по Цельсию в ночь. Поверхность Луны постоянно шлифуется микрометеоритами и космическими лучами. Чтобы пережить это, колонистам придется обустраивать свои жилища под лунной почвой или в лунных кратерах.

Также возникает вопрос касательно еды и воды. Ученые знают, что на Луне имеется довольно много воды, но нужны специальные устройства, чтобы ее извлечь. И выращивание растений в течение длинных лунных ночей, не имея насекомых для опыления, будет весьма сложным.

Несмотря на эти трудности, некоторые страны разрабатывают возможности освоения Луны. Не так давно стало известно о планах России по созданию лунной базы. Также в 2010 году была приостановлена американская программа Constellation, в рамках которой на Луну должны были отправиться космические аппараты нового поколения. В любом случае можно констатировать, что внимание общественности сейчас обращено по большей части на Марс.

Колонизация Марса

Некоторые ученые считают, что нам нужно пропустить Луну и отправиться прямо на Марс. Одним из самых горячих сторонников этой стратегии является Роберт Субрин, основатель и президент Mars Society. В 1996 году он изложил подробности миссии Mars Direct, которую можно назвать образцовым планом для пилотируемых поездок на Красную планету.

Вот как это будет выглядеть. Первый запуск будет включать беспилотный Earth Return Vehicle, или ERV, который отправится на Марс. ERV должен быть оснащен ядерным реактором, с помощью которого можно будет изготовить топливо, используя элементы марсианской атмосферы. Двумя годами спустя будет запущен второй беспилотный ERV, который отправится в новое место для посадки. В то же время будет отправлен пилотируемый космический корабль, который должен будет приземлиться рядом с первым ERV. Экипаж будет находиться на Марсе в течение 18 месяцев, исследуя планету и проводя эксперименты, пока не наступит время возвращаться на Землю, используя топливо, добытое прямо на Марсе. После того как первая команда отправится на Землю, прибудет вторая группа исследователей, и весь процесс повторится.

Долгосрочное проживание в марсианских колониях, однако, потребует преобразования планеты, так называемого терраформирования. Терраформирование включает подъем температуры на Марсе до земных условий. Единственный реалистичный способ сделать это - построить блоки обработки почвы, которые будут накачивать сверхпарниковые газы вроде метана и аммиака в атмосферу Марса. Эти газы будут абсорбировать солнечную энергию и согревать планету, запуская выброс диоксида углерода из почвы и полярных ледяных шапок. По мере того как диоксид углерода будет увеличиваться в атмосфере, давление будет падать, обеспечивая дополнительное тепло и образование океанов. В конце концов колонисты начнут обходиться без скафандров, хотя будут вынуждены носить кислородные баллоны.

После нескольких десятилетий терраформирования, Красная планета будет выглядеть практически так же, как и наша родная. Спустя еще несколько десятилетий она будет практически неотличима от Земли. Если это произойдет, Марс может стать вторым домом для людей.

Колонии за пределами Марса

Астероиды - эти скалистые объекты, которые вращаются вокруг Солнца в широком диапазоне между Марсом и Юпитером - могли бы стать ступенью к внешним планетам. Существует только около сотни астероидов шириной более 200 километров, но общее число их превышает миллиарды, а это хороший ресурс для использования в Солнечной системе. Среди самых больших астероидов царит Церера (или карликовая планета, с какой стороны посмотреть), и после ее тщательного исследования она вполне может стать вариантом для форпоста. С одной стороны, сам факт существования жидкой воды под ее поверхностью может быть определяющим.

Как люди могут колонизировать астероид? Один из вариантов - превратить его в город. Это потребует существенных усилий по «выдалбливанию» внутренностей этого камешка. Другой вариант - построить «город в небе», космическую станцию, которая будет вращаться вокруг астероида. Такая идея витает в воздухе уже много лет.

В 1975 году группа профессоров, технических директоров и студентов собралась на 10 недель в Стэнфордском университете и Научно-исследовательском центре Эймса, чтобы разработать проект космических поселений. Они предложили создать колесоподобное жилище диаметром 1,6 километра. Колонисты жили бы в трубе по периметру колеса, который соединялся бы с помощью шести «спиц» с центральным доком. Вся структура вращалась бы, имитируя гравитацию Земли, и с помощью зеркал собирала бы солнечный свет для использования в производстве электроэнергии и сельском хозяйстве.

В любом случае сейчас активно прорабатываются варианты с освоением Марса. Правда, не все они выглядят одинаково привлекательными. А вы готовы возглавить путешествие за пределы Солнечной системы?

Курс на планету в другой системе

Если мы собираемся колонизировать планету в другой звездной системе, нам нужно ответить на два вопроса. Во-первых, существует ли подходящая планета для нашего вида за пределами Солнечной системы? Ответ: конечно, да. Телескоп Кеплер уже нашел сотни планет, которые могут нам подойти.

Второй вопрос чисто логистический: как добраться до планеты, расположенной за триллионы километров от нас? Чтобы ответить на этот вопрос, нам нужно переосмыслить космические путешествия. Возможно, провести несколько революций в сфере освоения космоса. К примеру, мысль о том, что один экипаж долетит до далекой планеты, весьма сомнительна. Скорее понадобится «корабль поколений», на котором успеет родиться и умереть несколько поколений людей.

Возможно, мы найдем червоточину или освоим двигатель на эффекте Казимира. Есть и более реалистичные варианты вроде солнечного паруса. Ионные двигатели используют солнечные батареи для выработки электрического поля, которое ускоряет заряженные атомы ксенона. Такой двигатель в настоящее время питает миссию зонда Dawn, исследующего Цереру. Ракеты на антивеществе могут быть чрезвычайно эффективны и достигать высоких скоростей, но эта технология пока скорее гипотетическая.

В конце концов, хорошим решением может быть сочетание всех этих технологий. И это в очередной раз доказывает, что освоение глубокого космоса потребует сотрудничества и взаимодействия между учеными разных стран и направленностей. Как ни крути, космос объединяет.опубликовано

" title="Биосфера">

Биосфера под куполом - первый шаг к заселению безжизненных миров. Картина немецкого художника Карла Рёрига «Биосфера». Фото: AKG/EAST NEWS

Мы вступили в космическую эру, твердо веря в обещанные фантастами яблони на марсе. Но космос встретил нас негостеприимными, непригодными для жизни ландшафтами. Можно ли приспособить для человека чужие миры и сделать их хоть немного похожими на землю?

20 лет назад вышел в прокат фантастический боевик Пола Верховена «Вспомнить все» с Арнольдом Шварценеггером в главной роли. Динамичный (пусть и незамысловатый) сюжет развивается в основном на Марсе. «Плохие парни» заставляют жителей Красной планеты платить за воздух. В решающей схватке героя Шварценеггера выбрасывают без скафандра под открытое небо на неминуемую гибель. Но в последний момент он исхитряется запустить чудовищных размеров реактор, оставленный будущим жителям Марса таинственными, но очень добрыми инопланетянами. В считанные секунды атмосфера насыщается кислородом, давление стремительно растет, красноватое небо становится голубым, и на нем появляются облака. Герой спасен, враги повержены, а освобожденные жители Красной планеты могут совершенно бесплатно дышать воздухом почти земного состава. Хеппи-энд!

Этот эпизод, пусть и в несколько карикатурной форме, иллюстрирует основную идею терраформирования - преобразования целой планеты с целью создания условий для жизни человека и других земных существ. Само слово «терраформирование» (по-английски - terraforming) впервые использовал писательфантаст Джек Уильямсон в 1942 году, хотя идея «подстройки» небесных тел под человека выдвигалась и ранее.

В идеале, конечно, хотелось бы отыскать планету, идентичную Земле. В Солнечной системе таких нет. Но даже если сходный мир найдется у другой звезды, он наверняка окажется обитаемым. Достаточно сказать, что кислородная атмосфера может быть только там, где есть растительность. Иначе кислород, будучи очень активным веществом, быстро перейдет в химически связанное состояние.

Колонизация обитаемых планет - вопрос весьма сложный как в техническом, так и в этическом плане. Фантасты нередко начинают терраформирование обитаемых планет с полной стерилизации, чтобы устранить биологическую угрозу для будущих колонистов. Это крайне сложная операция, поскольку жизнь обладает колоссальной приспособляемостью, и то, что гибельно для одних видов, обещает процветание другим. Стерилизация может потребовать применения таких мер, после которых планета надолго станет непригодной для человека. А главное - вправе ли мы вообще столь грубо вмешиваться в чужую жизнь, пусть даже она принадлежит микробам?

Можно, конечно, попробовать самим изменить свою природу и путем направленных мутаций приспособиться к новой среде обитания. Но возможности и последствия подобных изменений пока совершенно не поддаются прогнозу. Людям, не готовым пойти на риск подобного «гомоформинга» и которым в не меньшей степени претит мысль о стерилизации обитаемых планет, придется использовать необитаемые и заняться их приспособлением под свои нужды.

Title="Здравствуй, родная планета">
«Здравствуй, родная планета!»
Незадолго до высадки человека на Луне
художник-фантаст Андрей Соколов
так представлял себе оглядывающихся
назад покорителей космоса.
Фото: РИА «НОВОСТИ»

Выбираем планету

Первым делом сформулируем требования к преобразованной планете. Очевидно, она должна иметь твердую поверхность и силу тяжести, ненамного отличающуюся от земной. Планета радиусом в 1,5 раза больше нашей окажется в 5 раз массивнее, а ваш вес на ней вырастет вдвое. Так что более крупные небесные тела нам не подходят, во всяком случае, пока мы не научимся управлять гравитацией.

С другой стороны, планета должна своим тяготением удерживать атмосферу, пригодную для дыхания, а также защищающую от метеорных частиц и жесткого излучения. В Солнечной системе самое маленькое тело с плотной атмосферой - спутник Сатурна Титан. Его масса - всего 2% земной. Но это очень холодный мир, и если подогреть его с –175 °С до привычных нам +15 °С, атмосфера быстро улетучится. Пример тому - Меркурий, который в 2,5 раза массивнее Титана, но не удержал атмосферу в лучах жаркого Солнца. Марс еще вдвое массивнее и находится в более прохладной зоне, но даже он сохранил лишь очень скромную атмосферу, на два порядка менее плотную, чем земная.

Выбрав планету с подходящей гравитацией, можно заказывать атмосферу: ее химический состав и температура должны быть как можно ближе к земным. Желательно также наличие у планеты магнитного поля, отклоняющего потоки заряженных частиц, а также присутствие на поверхности жидкой воды. Земной период суточного вращения и привычную смену времен года можно считать показателями повышенного комфорта.

Важно учесть и астероидную обстановку в окрестностях выбранной планеты. Постоянная бомбардировка крупными метеоритами может свести на нет все труды по терраформированию. Не легче добиться устойчивых результатов и на планете c сильно вытянутой орбитой (или принадлежащей к системе с двойной звездой).

Ближайшие окрестности

Впрочем, как добраться до других звезд, пока неясно, а откладывать подготовку запасных планет в долгий ящик было бы опрометчиво. Нельзя ли обустроиться на соседних планетах? Сразу отбросим планеты-гиганты - огромные газовые пузыри без твердой поверхности и с сильнейшей гравитацией. Меркурий чересчур мал и близок к Солнцу. Он практически не защищен магнитным полем и неспособен долго удерживать атмосферу - ее сдувает солнечным ветром. До Плутона и других транснептуновых объектов руки дойдут нескоро - слишком они далекие и холодные. А вот с Луной, Марсом, Венерой, некоторыми крупными астероидами и спутниками в системах Юпитера и Сатурна можно поработать.

Луна - самый близкий и одновременно довольно сложный объект для терраформирования. Расчеты показывают, что если создать на Луне кислородную атмосферу, она может продержаться там миллионы лет при условии, что температура не будет подниматься выше +20–50 °С. Однако сейчас на безвоздушной Луне суточный перепад температуры на экваторе достигает 300 градусов: от –180 °С перед рассветом до +120 °С в полдень. Дневная жара значительно ускорит рассеивание атмосферы в космосе, но без воздуха амплитуду тепловых колебаний не уменьшить. Так что, если уж создавать атмосферу на Луне, делать это надо быстро, скачком.

В принципе, из реголита (лунного грунта) можно электролизом в неограниченных количествах добывать кислород - его там более 40% по массе. Но объемы необходимого производства поражают воображение: потребуется переработать порядка 100 триллионов тонн реголита. Всей горной промышленности Земли надо трудиться тысячу лет, чтобы только извлечь такое количество породы. И даже такими колоссальными усилиями лунную атмосферу не сделать теплой - в реголите нет водорода и углерода, входящих в состав углекислого газа, водяного пара и метана - основных соединений, дающих парниковый эффект. Правда, в полярных областях нашего спутника, на дне кратеров, куда никогда не заглядывает Солнце, могут быть небольшие запасы воды. Но им найдется более полезное применение, чем утепление Луны, тем более что вода из-за своей малой молекулярной массы улетучится из атмосферы всего за несколько тысяч лет. Так что лунный климат даже с атмосферой останется весьма суровым - по расчетам, температура будет довольно сильно колебаться где-то вокруг отметки –20 °С.

Добавьте к этому отсутствие магнитного поля, защищающего от солнечных вспышек, и станет ясно, что в качестве перевалочной базы Луна еще годится, но на роль второй Земли никак не тянет.

Яблони на Марсе?

Следующий кандидат на звание «запасной планеты», несомненно, Марс. Считается, что в прошлом он напоминал Землю, обладая более плотной атмосферой и водяными океанами. Климат планеты мягче лунного и немного напоминает антарктический: днем на экваторе температура достигает +20 °C, а ночью падает до –80 °С. Сегодня вода здесь существует в виде льда, а атмосфера состоит в основном из углекислоты. Это бы полбеды, но ее давление в 160 раз меньше земного, так что человеку здесь не обойтись кислородной маской, а требуется полноценный скафандр. Еще один недостаток - слабое магнитное поле, плохо защищающее от космической радиации. Тем не менее многие считают Марс самой пригодной для терраформирования планетой Солнечной системы.

Казалось бы, начать надо с некоторого подогрева планеты, чтобы растопить полярные шапки, высвободить имеющиеся в них запасы воды и подготовиться ко второму, биологическому этапу терраформирования. Однако на самом деле первейшей целью должно стать повышение атмосферного давления как минимум в несколько десятков раз. В противном случае вода просто не сможет существовать в жидком виде и будет переходить из твердой фазы сразу в пар. Кроме того, разреженная атмосфера Марса практически не задерживает солнечный ультрафиолет, губительный для любой жизни на поверхности.

Впрочем, на первых порах повысить давление можно как раз за счет испарения полярных шапок. Для этого нужно покрыть их тончайшей темной пленкой или даже просто пылью, снизив долю отражаемого солнечного тепла. Если сыпать угольную пыль слоем толщиной 0,1 миллиметра, то на всю операцию ее потребуется примерно 400 миллионов тонн. Столько перевозит вся земная авиация лет за пять. Или можно использовать терморасширенный графит, плотность которого в десятки раз меньше. Если бы стояла задача растопить на Земле гренландский ледник, сравнимый по площади с марсианскими полярными шапками, с этим, в принципе, можно было бы справиться. На Марсе же для этого потребуется создать целую индустрию. Другой способ - попытаться растопить марсианские льды с помощью орбитальных зеркал - концентраторов солнечного излучения. Правда, их сборка на орбите Марса - задача, не уступающая по сложности первой.

Но даже в случае выполнения этой первоочередной задачи успех надо будет весьма оперативно закрепить. Испарившихся полярных шапок, скорее всего, не хватит, чтобы в должной мере согреть планету и предотвратить новое оледенение. Необходимо, не откладывая, продолжать пополнение атмосферы другими газами, в первую очередь кислородом. Часто предлагают использовать для этой цели микроорганизмы или растения. Но они будут добывать кислород из атмосферной углекислоты, а значит, не увеличат, а, наоборот, уменьшат плотность воздуха. К тому же никакая жизнь не сможет развиваться на Марсе, пока не обеспечена защита от солнечного ультрафиолета. Так что задачу насыщения атмосферы кислородом на микробов не переложишь. На Марсе, как и на Луне, кислород можно вырабатывать из грунта, только масштабы производства должны быть на порядок больше. Одна из стратегий состоит в том, чтобы использовать для этого кислородные микрозаводы, самореплицирующиеся на молекулярном уровне. В этом случае всю работу можно провернуть за несколько сотен лет. С появлением кислорода солнечное излучение само станет нарабатывать в атмосфере защитный озон, и появится возможность заселить Марс живыми организмами, хотя на планете по-прежнему будет еще слишком холодно для комфортного проживания человека.

Title="Затмение на Луне">

Алексей Леонов и Андрей Соколов «Затмение на Луне». Яркое кольцо вокруг Земли - ее атмосфера, преломляющая лучи скрытого позади Солнца. Хотя на атмосферу приходится всего миллионная доля массы Земли, именно воздух - первое условие пригодности планеты для жизни. Чтобы ходить по Луне без скафандра, вполне достаточно извлечь кислород из метрового слоя грунта по всей ее поверхности. Фото: AKG/EAST NEWS

Тушение адского огня

Венера с ее ужасающими пятьюстами градусами Цельсия на поверхности и давлением в сотню атмосфер на первый взгляд мало подходит для терраформинга, тем не менее по размерам и силе тяжести она очень близка Земле. Чтобы приспособить ее для человека, надо остудить поверхность, разогретую мощнейшим парниковым эффектом, а значит, предстоит преобразовать атмосферу: избавить ее от углекислого газа с диоксидом серы и наполнить кислородом.

Одна из первых программ терраформирования Венеры принадлежит американскому астробиологу Карлу Сагану. В 1961 году он предложил заселить облака Венеры генетически модифицированными бактериями, которые будут поглощать углекислый газ, выделять кислород, а углерод фиксировать в виде органических соединений, постепенно выпадающих на поверхность планеты. Однако спустя более 20 лет Саган вынужден был признать, что его метод не сработает: атмосфера Венеры оказалась значительно плотнее, чем он предполагал, и в ней очень мало водорода, необходимого для жизнедеятельности бактерий.

В модифицированных вариантах плана Сагана предлагается использовать высокотехнологичные самовоспроизводящиеся аэростаты. Однако эта технология еще менее реалистична, чем размножающиеся марсианские кислородные заводы - тем, по крайней мере, доступны все химические элементы, имеющиеся на поверхности планеты. Аэростатам же предстоит производить «потомство» практически из одного только углерода.

Даже если таким способом удастся сократить количество углекислоты в атмосфере и ослабить парниковый эффект, этого будет недостаточно для охлаждения планеты. Поэтому вдобавок предлагается экранировать часть поверхности Венеры от солнечного излучения огромным космическим щитом, разместив его в точке Лагранжа между Венерой и Солнцем. Постройка в космосе сооружения размером в тысячи километров выходит далеко за пределы современных возможностей человечества, но и этого будет недостаточно для превращения планеты в обитель жизни. Ведь нужно еще сформировать на Венере гидросферу.

Просто добавь воды

Энтузиасты терраформирования предлагают добывать водород на периферии планетной системы, где обретаются транснептуновые астероиды и кометы, богатые, как предполагается, водяным, аммиачным и метановым льдом. Корректируя орбиты, можно сбрасывать их на засушливые планеты для восполнения недостатка водорода. Согласно современным космогоническим теориям, нечто подобное происходило под воздействием тяготения планет-гигантов в первые миллионы лет эволюции Солнечной системы. Именно так вода появилась на Земле и соседних планетах. Но Марс почти потерял ее из-за своей слабой гравитации, а Венера - из-за высокой температуры. «Строительный мусор», оставшийся на холодных окраинах планетной системы, должен был сохранить большое количество водородсодержащих соединений. Однако, обсуждая план их использования, надо четко представлять себе его масштабы.

Объем земных океанов составляет около 1360 миллионов кубических километров. Если эту воду превратить в один ледяной астероид, он имел бы диаметр 1400 километров. А с учетом неизбежных примесей потребуется планетоид размером более 1500 километров. Столкновений с такими объектами не случалось в Солнечной системе миллиарды лет. Удар изувечит планету до неузнаваемости: расплавит значительную часть коры и разворотит мантию до глубины в сотни километров. Тысячи лет придется ждать восстановления твердой поверхности, и еще миллионы лет ее будут сотрясать колоссальные землетрясения и извержения вулканов. Часть вещества при ударе вышвырнет в межпланетное пространство, отчего резко возрастет метеоритная опасность во всей внутренней части Солнечной системы. А из-за разогрева в космос станет утекать атмосфера, и в первую очередь доставленная такой страшной ценой вода.

Вряд ли эту затею можно назвать терраформированием. К тому же нет полной уверенности, что в составе транснептуновых объектов пояса Койпера действительно так много водорода. Наконец, непонятно, какой силой можно изменить орбиту малой планеты полуторатысячекилометрового размера. Поэтому апологеты бомбардировок обычно предпочитают говорить не об астероидах, а о кометных ядрах из облака Оорта. За ними, правда, придется лететь дальше, но зато они имеют размеры от сотен метров до десятков километров и, судя по спектрам кометных хвостов, водорода в них много.

Кометная косметика

Для создания на Венере океанов, сравнимых с земными, нужно около нескольких миллионов 10-километровых кометных ядер, таких примерно, как у кометы Галлея. Впрочем, для полноценной колонизации планеты вполне хватило бы десятой или даже сотой доли этого числа. Столкновения с такими объектами Земля испытывает раз в 100–200 миллионов лет. Случись такое в наши дни, это вызвало бы колоссальные разрушения. Однако на необитаемой Венере ущерб ограничится корректировкой карт: после каждого удара на поверхности будет появляться кратер размером в десятки километров. И такие коррективы придется вносить на протяжении тысячи лет практически ежедневно - после каждого падения.

Хотя отдельное столкновение с кометой не оказывает глобального воздействия на планету, частое повторение таких событий на протяжении долгого времени может иметь серьезные последствия. Каждый раз в воздух выбрасывается огромное количество пыли и аэрозолей, что может вызвать непредсказуемые изменения химического и теплового режима атмосферы. Другим итогом продолжительной интенсивной бомбардировки станет постепенное полное переплавление коры. Планета, словно после серьезной косметической операции, внешне помолодеет и станет выглядеть так, будто недавно образовалась. При этом резко усилившаяся тектоническая активность сделает ее весьма неуютным жилищем. Конечно, эффект омоложения не будет долгосрочным, ведь глубинные слои мантии и ядро планеты не затрагиваются поверхностными воздействиями. Но это кратковременное по геологическим меркам омоложение человеку может показаться едва ли не вечностью.

Пройдут еще многие тысячи лет, прежде чем планета, пережившая такую кометно-косметическую бомбардировку из космоса, станет пригодна для колонизации. Чтобы правильно ориентироваться в перспективах кометной технологии, полезно сравнить ее с подходами к защите от астероидной опасности. Самые радикальные средства, находящиеся на грани современных технических возможностей, позволяют изменить скорость стометрового астероида на жалкие сантиметры в секунду, чтобы спустя годы он отклонился от своей прежней опасной орбиты на тысячи километров и прошел мимо Земли. Километровый «камушек» будет в тысячу раз массивнее, и сколько-нибудь заметно повлиять на его движение сейчас практически невозможно. Что уж говорить о кометных ядрах, которые еще на 2–3 порядка массивнее и находятся в далеком облаке Оорта, до которого современным аппаратам лететь не меньше 30 лет без шансов вернуться назад.

Цивилизации второго типа

При всей трудности преобразования атмосферы и гидросферы эти задачи затрагивают лишь ничтожную долю массы планеты. Иное дело - изменение периода ее суточного вращения или орбиты вокруг звезды. Кинетическая энергия, запасенная в этих движениях, огромна. И все же планету можно немного раскрутить, направляя удары кометных ядер почти по касательной к ее поверхности. Миллиона таких ударов хватит, чтобы укоротить сутки на Венере до земной недели (сейчас они длятся четыре месяца).

Скорректировать орбиту планеты намного труднее. В первом приближении можно сказать так: на сколько процентов хочется изменить орбитальную скорость планеты, столько же процентов от ее массы надо на нее сбросить. То есть столкновение Земли с Луной не изменит скорость движения нашей планеты вокруг Солнца больше, чем на процент. Впрочем, если бы в нашем распоряжении был аннигиляционный реактивный двигатель со скоростью истечения, близкой к световой, для этой операции хватило бы скромного 30-километрового астероида из антивещества. Неясно, правда, зачем цивилизации с такими ресурсами и технологиями менять орбиту планеты на один процент. Разве что для свое образно понимаемой красоты.

Академик Николай Кардашев в свое время разделил возможные космические цивилизации на три типа: первые овладели энергией в масштабах планеты, вторые - в масштабах своей звезды, третьи - целой галактики. Так вот, способность перемещать планеты, пожалуй, можно считать входным билетом в сообщество цивилизаций второго типа, которые могут вовсе не нуждаться в терраформировании. Планета - это крайне неэффективное использование ценных запасов вещества. Огромное количество железа, никеля, кремния, кислорода и других редких во Вселенной тяжелых элементов помещено в нее лишь для того, чтобы создавать силу тяжести, а для жизни используется ничтожной толщины поверхностный слой.

Гораздо более эффективное астроинженерное сооружение придумал профессор Принстонского университета Фримен Дайсон (впрочем, поговаривают, что он «подсмотрел» идею у фантаста Олафа Стэплдона). В простейшем виде это сравнительно тонкая сферическая оболочка радиусом того же порядка, что и орбиты планет. Она окружает звезду, давая возможность использовать всю ее энергию, а по площади в миллиарды раз превосходит обитаемую поверхность Земли. Если пустить вещество нашей планеты на создание сферы Дайсона, ее толщина составит всего несколько миллиметров.

Вряд ли этого будет достаточно при любых допущениях о прогрессе инженерной мысли. Чтобы под ногами и над головой у обитателей сферы было хотя бы несколько метров вещества, на строительство придется пустить планеты-гиганты. Впрочем, сооружение сферы Дайсона выходит далеко за пределы скромных задач терраформирования.

Игорь Афанасьев, Дмитрий Воронцов

Журнал «Вокруг Света»:

Жизнепригодность планеты определяется на основании различных факторов, основными из которых являются ее масса, орбита и вращение, а также геохимический состав. Жизнепригодными планетами в таком случае называют планеты земной группы, которые имеют близкую к земной массу, а также сложены первоначально из силикатных горных пород. В связи с этим газовые гиганты являются полностью непригодными для зарождения жизни из-за слишком большой гравитации и отсутствия твердой поверхности (однако, жизнепригодными вполне могут оказаться их спутники).

Итак, начать стоит, пожалуй, с самой главной характеристики планеты – с ее массы. В этом случае, планеты с очень маленькой массой меньше всего пригодны для жизни. Во-первых, на таких планетах гравитация слишком мала для удержания атмосферы. Отсутствие плотной атмосферы сказывается на плохой теплопередаче, слабой изоляции, а также практически полного отсутствия защиты против солнечного излучения и метеоритов (именно поэтому многие ученые отрицают возможность возникновения жизни на Марсе с его тонким слоем атмосферы).

Во-вторых, планеты с маленькой массой очень быстро теряют накопленную за счет звезды энергию, в результате чего прекращается вулканическая и сейсмическая активность, необходимая для поддержания температуры, для поддержания поверхности необходимыми материалами, а также для формирования необходимого для жизни магнитного поля.

Исходя из всего вышесказанного, Земля является наиболее благоприятной планетой по своей масел, диаметру и плотности для зарождения и поддержания жизни: земной гравитации достаточно для удержания достаточно плотной атмосферы, а ее размеров – для сохранения внутренности планеты горячей и подвижной (к примеру, Марс в этом отношении является геологически мертвой планетой).

По мнению ученых, минимальная масса жизнепригодной планеты составляет 0.3 земной. Однако в некоторых случаях масса космического объекта не влияет не его вулканическую активность, как например, в случае с Ио (спутник Юпитера), который при весьма малой массе отличается высокой вулканической активностью благодаря гравитационным возмущениям, вызванным Юпитером.

Таким образом, масса не является единственным фактором влияющим на вероятность зарождения жизни на планете. Не маловажную роль играет также стабильность ее орбитальных и вращательных характеристик. Например, чем больше эксцентритет (различие между дальней и ближней по отношению к звезде точками орбиты), тем больше будут температурные колебания (что, конечно же, является значительной помехой для поддержания жизни на планете). Кроме того, жизнепригодная планета должна характеризоваться достаточно мягкой сменой сезонных температур. Например, отсутствие наклона оси вращения придет также к полному отсутствию времен года, то есть главного стимула развития бисферы. Однако если наклон наоборот будет слишком сильным, это приведет к весьма резкому перепаду сезонных температур. Кроме того, весьма важно, чтобы вращение планеты вокруг своей оси происходило достаточно быстро (для быстрой смены дня и ночи).

Что касается химического состава, то наиболее важными элементами для зарождения и поддержания жизни являются углерод, водород, кислород, и азот. Кроме того, важную роль для формирования ДНК и РНК играют сера и фосфор. Многие ученые считают, что большая часть воды, а также аминокислоты появились на поверхности Земли благодаря ее столкновениям с кометами (то есть из внешних областей Солнечной системы). Это дает специалистам повод предположить, что для успешного освоения жизнепригодных планет в первую очередь необходимо доставить на них необходимые для этого элементы.

Просмотры: 1 064

В настоящее время ситуация на Земле ухудшается с каждым годом. Множественные проблемы, вызванные неосторожностью и неграмотностью людей, приводят к медленному разрушению планеты изнутри.

К таковым можно отнести и демографический кризис, и загрязнение вод Мирового океана, и засорение атмосферы, и проблему сохранности исчезающих видов растений, и истребление животных, и расточительное использование ресурсов Земли, и т.д. Многие учёные задумываются о решении всех этих проблем сразу, нередко рассматривая вероятность колонизации планет . Освоение других планет представляет несомненный интерес для научного сообщества в целом, и для этого есть ряд весомых оснований.

Как уже упоминалось, заполучение дополнительной площадки в космическом пространстве позволит людям избавиться от препятствия для беззаботного, дружного пребывания на Земле – проблемы перенаселения. Теперь человечество не будет обременено недостатком места, ведь новая планета, вероятнее всего, не будет густо заселена, что представляет простор для комфортного существования. Также, проблема загрязнения воздуха и воды будет исправлена, ведь для колонизации будет выбрана принимающая планета со схожей, но чистой атмосферой и пресной водой. Нехватка ресурсов исчезнет, так как известно, что многие металлы попали к нам из космоса, а этот факт увеличивает вероятность их нахождения на других космических объектах. Сохранность вымирающих биоорганизмов обеспечится благодаря благоприятной среде на принимающей планете и отсутствию вмешательства людей в их существование. В целом избавление от множества земных проблем и является главным преимуществом для колонизации другой планеты.

Но к положительным сторонам принятия такого решения можно отнести и увеличение осведомлённости людей об объектах глубинного космоса. Ведь космос – это непрерывно расширяющееся пространство, досконально изучить которое даже и представить возможным не удаётся. Однако во время поисков подходящей планеты, буквально близнеца Земли, человек рассмотрит множество космических объектов, что, несомненно, повысит нашу компетентность в этом вопросе. Также, с увеличение масштабов космической нашей планеты Земля, с созданием целой цепи планет, подвластных человеку, у людей появится место для проведения экспериментов во имя научного прогресса. На отдалённых территориях планет можно будет проводить испытания новых изобретений, которые не осуществляются на Земле из-за её неприспособленности или из-за потенциальной опасности для населения. Такая возможность представляет весомый аргумент в защиту позиции о необходимости поиска и осовения новой планеты.

Итак, проект колонизации новой планеты представляет ряд неоспоримых преимуществ для всего человечества в целом даже сейчас, но гораздо больше в будущем. Колонизация заставит человечество исчерпать многие ресурсы, в том числе и денежные, но именно она может стать ключом к дальнейшему развитию, так что перед нами стоит серьёзная задача, вызывающая кучу противоречий и трудностей. И тем не менее в ближайшем будущем человечеству всё равно придётся с ней столкнуться.

Колонизация солнечной системы давно началась. Потому что на Земле живут 7,5 млрд человек, потому что здесь мы разработали все необходимые технологии для того, чтобы жить, ну и мать-природа нам в этом, в принципе, активно помогает. И то, что здесь нам кажется уже давно очевидным и общедоступным, там, за пределами нашей планеты, это все окажется чрезвычайно ценным.

Скажу сразу: порядка 95% необходимых технологий для воплощения проекта колонизации других планет у нас уже есть. И вот эти вот небольшие 5% - это та причина, по которой мы вообще стремимся в космос. Та причина, ради которой мы всё это делаем. Идея заключается в том, что первые смельчаки, которые окажутся на поверхности других планет, будут существовать в условиях, абсолютно не приспособленных для их тел, организмов. Так вот именно эти люди будут давать нам 5% недостающих технологий, которые могут существенно изменить нашу жизнь.

Я думаю, многие из вас видели Луну. Так вот, Луна - это единственный космический объект, на котором побывал человек. Не спорьте с тем, что американцы на Луне были. Они там были, к сожалению. Есть одно железобетонное доказательство этого: все автоматизированные станции, которые мы отправляли туда и которые частично возвращались на Землю, привезли нам микрограммы грунта. А эти ребята из США привезли килограммы - и отправили во все музеи мира.

На самом деле Луна очень долго рассматривалась как главный объект для колонизации. Главная причина - до нее очень близко лететь. Если поехать на поезде из Екатеринбурга во Владивосток, то по времени это займет столько же, как слетать на Луну и обратно. Соответственно, если мы что-то там размещаем, мы очень быстро сможем это починить, исправить и вообще прийти на помощь.

Забегая вперед, скажу, что первый объект, который будет колонизирован, - Марс. Потому что он гораздо более пригоден для человека, чем другие поверхности. Суть вот в чем: если вы просто хотите прогуляться по поверхности Луны, посмотреть на звезды - то это один вопрос. А когда вы отправляетесь туда на достаточно длительное время - это совсем другая история. Потому что если человек с Земли, например, подпрыгнет в здании, построенном на поверхности Луны, то он просто пробьет потолок. Он не сможет там передвигаться пешком, потому что физические способности человека абсолютно не предназначены для условий пониженной гравитации на Луне. То есть переезд человека на Луну приведет к фатальным изменениям организма. И если бы мы не остановили эволюцию с помощью медицины, то, возможно, мы бы как-то модернизировались и приспособились. Но мы давно обманываем природу, и она на Луне сыграет с нами злую шутку.

И все-таки мы туда хотим. Причем хотим мы туда по самым разным причинам. Как минимум нам нужно продвигать технологический уровень вперед, иначе мы замкнемся. Но для этого нужна хоть какая-то экономическая целесообразность. Проблема в том, что уникальных материалов мы на Луне не найдем, так как все планеты Солнечной системы состоят примерно из одинаковых веществ. Там нет ни эликсира вечной жизни, ни философского камня. С другой стороны, там очень много гелия-3, который нужен для создания термоядерного реактора. А термоядерный реактор - это энергия, которая очень скоро станет главной единицей для расчетов во всем мире.

Существует индекс пригодности планет для колонизации. До промышленной революции у Земли индекс был равен единице, то есть на 100% пригодна. Сейчас эта цифра снизилась до 97%. Вторая планета по индексу пригодности с 67% - Марс . Поэтому все программы по колонизации развернулись от Луны к Марсу. Да, он далеко. Да, стартовое окно открывается раз в 26 месяцев. Да, лететь туда от 80 до 240 суток, в зависимости от того, сколько у тебя денег. Но сама планета для жизни подходит. Хотя есть некоторые моменты, которые многих вводят в ступор. Например, на Марсе температура кипения воды - 10 градусов Цельсия. Она будет закипать, если ее просто налить в ладошку. С другой стороны, гравитация там получше и там худо-бедно есть хоть какая-то атмосфера.

Сейчас население Марса составляет 7 роботов. И мы, в принципе, готовы к ним присоединиться, потому что есть и проекты по колонизации этой планеты, и технологии для обеспечения жизнедеятельности там. Но есть две причины, почему мы до сих пор не там: капитализм и отсутствие экономической целесообразности. Ведь там, как и на Луне, практически нет полезных для нас ресурсов. Хотя, по логике, наши рано или поздно закончатся.

У нас нет необходимости переселить на Марс массу людей. Проблему перенаселения мы колонизацией не решим. И вообще это делается не с такой целью. В ближайшие сто лет на поверхности Красной планеты окажутся сто человек, не более. Еще раз объясню: колонизация нам нужна для того, чтобы люди на других планетах, в особых условиях создавали технологии, которые были бы для нас, землян, полезными.

Очень часто говорят, что есть замечательная для колонизации планета - Венера . Но самое ужасное, что есть у этой планеты, - ее атмосфера. Это финал, трагедия и конец. На поверхности этой планеты температура около 500–600 градусов Цельсия, там носятся всеразрушающие ветра. В общем, назвать такую планету в честь женщины - это прямо в точку. Космические аппараты, которые мы туда отправляем, как правило, там и погибают.

Если вы окажетесь на поверхности Венеры, то на вас будет давить такая масса воздуха, что вам будет казаться, что вы погрузились на километр под воду. Естественно, поверхность планеты не приспособлена для жизни. Но… в ее атмосфере есть слой, где давление и температура сравнимы с земными. То есть шансы для колонизации Венеры все-таки есть, просто это будет колония не на поверхности, а свободно плавающая в атмосфере база. Вы не поверите, но то, что я сейчас говорю, не научная фантастика, а реальный проект NASA.

Следующий претендент - самый близкий к Солнцу - Меркурий . Отвратительное местечко. Вот туда лететь точно надо в последнюю очередь. Во-первых, полеты во внутреннюю область Солнечной системы гораздо дороже, чем во внешнюю. Дешевле долететь до Плутона, чем до Меркурия. Во-вторых, Меркурий начисто лишен атмосферы и от солнечного излучения никак не защищен. Днем его поверхность накаляется до +500 градусов Цельсия, ночью - остывает до -200. С другой стороны, если вы приспособите к такому перепаду температур солнечные батареи, они будут выдавать огромную мощность. Плюс ко всему из-за близости к Солнцу Меркурий еще больше, чем Луна, богат гелием-3.

Конечно, есть масса проблем, которые еще не решены. И главная из них - гравитация. Но пока мы находимся на Земле, мы знаем, где низ, и у нас есть возможность двигаться наверх. В космос.