Почему будет тяжело терраформировать Марс

На Земле немало людей, мечтающих о переселении на Марс и его терраформировании, — будь то писатель-фантаст, предприниматель или изобретатель вроде Илона Маска. Но чего это будет стоить и насколько такие мечты реальны? 

Во всей известной нам Вселенной есть только одна планета, на которой может существовать сложная и привычная нам разумная жизнь, — Земля. И хотя очень далекие миры, вращающиеся вокруг других звезд, потенциально могут быть землеподобными и, вероятно, даже обитаемыми, мы еще не скоро сможем подобраться к ним ближе. А что насчет миров в нашей Солнечной системе? Наиболее привлекательным на сегодня считается Марс, который в прошлом, по мнению ученых, был очень похож на Землю. Возможно, с небольшой помощью он снова мог бы стать таким?

Пусть сама идея терраформирования Марса и звучит заманчиво, есть немало причин для пессимизма. Осуществимо ли это с современными технологиями? Хватит ли естественных ресурсов планеты, чтобы преобразить ее в место, где сможет обитать человек? Реально ли это вообще?

Конечно, марсианская почва сама по себе может быть токсичной, однако и на Земле есть немало токсичной почвы. Существует всего несколько факторов, определяющих, что может обитать в какой-либо среде: pH, содержание влаги и способность впитывать элементы, молекулы или питательные вещества, необходимые среде — в сравнении с ее способностью не отравляться тем, что находится в ней. На Земле почву можно «вылечить» или реабилитировать простыми химическими решениями, и причин сомневаться в том, что мы не сможем делать нечто подобное на Марсе, попросту нет. И это, наверное, самая простая часть. Как только появятся микроорганизмы, способные процветать в марсианской почве, даже если это малая часть того, что есть на Земле, мы будем на верном пути к обретению нового дома.

 
Однако в Марсе кроется и более серьезная проблема: он сухой. Не то чтобы там не было пара или льда — они там точно есть в определенных количествах. Проблема заключается в получении больших объемов воды в жидкой форме на регулярной основе. Несмотря на то что на Марсе бывает соленая жидкая вода в течение дня — то, что мы видим благодаря росту линий на марсианских откосах, — большую часть времени вода либо заморожена, либо находится в газовом состоянии. Насколько нам известно, жидкая вода необходима для жизненных процессов на Земле, а на Марсе ее нет.

Физическая причина проста: атмосфера Марса слишком тонка для поддержания воды в жидкой форме на поверхности планеты. Для жидкой воды необходимо определенное значение атмосферного давления: по крайней мере около 1% того, что есть на Земле. На Марсе есть всего около 0,7% земного атмосферного давления, что делает образование жидкой воды почти невозможным. То небольшое количество воды, что есть на Марсе, обусловлено соленостью поверхности и тем, что кратеры могут уходить глубже вниз, где есть чуть больше атмосферы и давления. Если бы человек остался незащищенным на марсианской поверхности, то жидкость в его теле вскипела бы, так как условия на Марсе — ниже предела Армстронга.
 

 
Для реабилитации почвы надо создать самоподдерживающуюся макроскопическую жизнь в пригодной для обитания биосфере, иметь океаны и другие стабильные источники воды на поверхности, кроме того, необходимо больше атмосферы. Для того чтобы на Марсе была атмосфера, сравнимая с земной, нужно, чтобы на Красной планете ее было примерно в 140 раз больше, чем сейчас: около 3,5 тысячи тератонн, или 3,5 х 1018 килограммов. Примерно такую массу имеет спутник Урана Пак, а по объему это примерно 70% земной атмосферы. К тому же, чтобы добраться до планеты, нам понадобится перевезти туда с собой немало массы — предпочтительно азот и кислород.

Но даже если вы добавите столько атмосферы, есть еще одна проблема: у Марса нет магнитного поля, которое защищало бы его от солнечного ветра. Как подтвердила миссия Maven, Красная планета продолжает терять остатки атмосферы из-за столкновения с ней заряженных частиц, что приводит к потере разных молекул. Сегодня атмосфера Марса в основном состоит из углеводорода, молекулы которого тяжелее молекул азота и кислорода, которые содержит наша атмосфера. Если мы хотим терраформировать Марс, нам понадобится не только добавить много атмосферы, необходимую для жизни воду и затем химически преобразовать почву, чтобы сделать ее пригодной для жизни, но и защитить это все от воздействия извне, правильно?

 
Возможно, это нет. Дело в том, что во всех физических задачах важно помнить о количестве: спрашивать не только о том, что происходит, но и о скорости происходящих процессов. Безусловно, солнечный ветер «сдувает» с Марса атмосферу, но на вопрос о том, как быстро это происходит, впервые ответила миссия Maven: примерно по 113 граммов каждую секунду. Конечно, во время солнечных бурь этот показатель может возрастать в десять раз, что кажется действительно быстрым. Но если задуматься о том, сколько понадобится времени, чтобы сдуть с планеты терраформированную атмосферу, ответом будет: невероятно долго — как минимум сотни миллионов лет. Вместо того чтобы заниматься созданием сверхсильного магнитного поля, можно сосредоточиться на добавлении частиц в атмосферу для возмещения потерь.

Конечно, ни при каких обстоятельствах не стоит думать о том, чтобы покинуть Землю и переселиться на Марс. Любые работы по терраформированию Красной планеты более энергозатратны по сравнению с тем, что можно сделать для спасения Земли. Не важно, как сильно мы загрязним нашу планету или даже навредим ей, это все равно самый пригодный для обитания мир в Солнечной системе.
 

 
Не следует слишком увлекаться мыслью о том, что Марс — отличное место для переселения на случай, если Земля станет абсолютно непригодной для человека. Земля — наша основная планета, наш дом, и это наша обязанность — разобраться с земными проблемами, чтобы повысить шансы человечества на долговременный успех и процветание. Марс вполне может быть долгосрочной задачей для решения этой же проблемы, но создание более массивной атмосферы, пожалуй, самая сложная задача для нас. Однако если это удастся провернуть, а потом добавить океаны, дожди и плодородную почву, тогда и процветающая экосистема будет уже не за горами.