Планетное вторжение: ученые выяснили, как начать колонизировать Марс

Ученые нашли места на Марсе, куда можно высадить колонии лишайников и бактерии-автотрофы — организмы, синтезирующие органические вещества из неорганических. В долинах Маринер и равнине Эллада, расположенных близко к экватору планеты, микроорганизмы будут защищены от перепадов температуры, сильного ветра и жесткого ультрафиолетового излучения. Там они смогут размножиться и со временем преобразовать Марс, сделав его более пригодным для жизни и колонизации. Эксперты отмечают, что лучше сначала сделать условия на соседней планете более мягкими и лишь потом заселять туда микроорганизмы для окончательного преобразования облика Марса.

Укромное место

Учитывая растущую численность населения Земли, встает вопрос о колонизации планет Солнечной системы. На данном этапе освоения космического пространства более всего для колонизации подходит Марс. Но сначала имеет смысл преобразовать планету так, чтобы она стала более пригодной для жизни.

Для этого требуется увеличить температуру и плотность атмосферы, а также качественно изменить химический состав воздуха, увеличив процент кислорода в нем. Гипотетически, сделать это можно с помощью внедрения особо живучих низших биологических организмов, таких как лишайники. В Объединенном институте ядерных исследований (ОИЯИ) нашли оптимальные места для размещения стартовой колонии этого биологического вида.

— В итоге оптимальными местами мы признали долины Маринер и равнину Эллада, — рассказала «Известиям» старший научный сотрудник лаборатории ядерных проблем им. В.П. Джелепова ОИЯИ Зоя Карпова. — Они имеют более или менее подходящие физические и климатические условия: температуру воздуха, более высокое атмосферное давление по сравнению с «нулевым» уровнем планеты, и, не исключено, что жидкую воду, согласно спутниковым данным.

Долины Маринер представляют собой систему каньонов длиной в четверть окружности планеты и простираются с востока на запад чуть ниже экватора. Равнина Эллада — это округлая равнинная низменность в Южном полушарии Марса, ее поверхность лежит на 8,2 км ниже окружающей возвышенности. В этих местах микроорганизмы будут наиболее надежно защищены.

Закат на Марсе

— Главными характеристиками для выживания микроорганизмов и лишайников являются температурный режим и водный обмен на планете, — объяснила Зоя Карпова. — Общий перепад температур на планете составляет примерно 160 °С, от –125 °С на полюсах и до +35 °С на экваторе. Согласно анализу данных с различных аппаратов, наиболее благоприятные температурные условия в приэкваториальных широтах. Они схожи с условиями на побережье Антарктиды. Мы решили рассматривать широты между +30° и –30° как возможные территории для первичных экспериментов с заселением микроорганизмами и лишайниками.

Так как около 75% поверхности планеты выше уровня атмосферного давления, то вода здесь находится в состоянии исключительно льда и (или) пара, а не жидкости. Поэтому ученые сосредоточились в поиске мест для колонизации на областях ниже этого уровня. Предпочтение в выборе оптимальных локаций отдавалось каньонам, равнинам, плато и кратерам. Такие места дают тень от прямых лучей ультрафиолета и некоторую защиту от сильных ветров и песчаных бурь.

Лишайники устойчивы к самым неблагоприятным условиям, так как умеют разными способами извлекать из почвы и воздуха влагу и накапливать ее. Поверхность лишайника ненадолго может удерживать воду в виде пара или жидкости, что гипотетически может защитить его в ночное и морозное время на Марсе. По данным Германского центра авиации и космонавтики, в эксперименте по имитации марсианских условий в течение 34 дней выжил именно лишайник и показал хорошие результаты по адаптации.

С лишайниками уживаются бактерии-автотрофы. Это организмы, которые синтезируют органические вещества из неорганических: грунта, воды и воздуха. Они являются первым звеном в пищевой цепочке. Лишайники и бактерии-автотрофы вкупе хороши не только для освоения среды, но и для преобразования грунта в плодородную почву.

Но даже таким «выживальщикам» нужны некоторые условия, чтобы благополучно существовать, развиваться и размножаться на новой территории.

Марсианские скалы в древнем льду

Выжившие

Теоретически такой план вполне реализуем, считают эксперты. Они рассказали про его достоинства и недостатки, а также предложили идеи для оптимизации тактики терраформирования Марса.

— Для практической реализации такого плана есть значимое ограничение — на это потребуется существенный промежуток времени, — сказал «Известиям» младший научный сотрудник отдела физики планет и малых тел Солнечной системы ИКИ РАН Владимир Чепцов. — Если даже способные выживать в среде Марса микроорганизмы поместить в нынешние условия, они будут размножаться очень медленно. Приблизительно срок преобразования планеты можно оценить в тысячу лет, а может, и больше. Поэтому при рассмотрении различных сценариев терраформирования Марса больше внимания уделяется подходам, связанным с тем, чтобы сначала повысить давление и сделать температуру на планете более пригодной для жизни и только потом пытаться ее заселить микроорганизмами.

Например, есть популярная теория, гласящая, что можно «столкнуть на Марс» астероид с высоким содержанием льда, что обеспечит высокий выброс энергии и газа для повышения атмосферного давления нашего соседа. Можно также запустить на Марс автоматические станции, которые бы растопили полярные шапки. Хотя это заняло бы тоже немалое время, около сотни лет. К тому же сейчас просто нет технологий, которые позволили бы осуществить задуманное.

Наиболее реалистичным, по мнению Владимира Чепцова, выглядит сценарий совмещения технологий терраформирования Марса и использования для этого микроорганизмов. В этом случае микроорганизмы станут размножаться более интенсивно вследствие благоприятных условий. Хотя оценить промежуток времени, который понадобится для того, чтобы сделать условия на Марсе близкими к земным, определить трудно — оценки ученых сильно разнятся, от десятков лет до сотен лет.

Ведущий научный сотрудник лаборатории экологической медицинской биохимии и биотехнологии Института биологических проблем криолитозоны СО РАН, кандидат биологических наук Илья Прокопьев заметил, что сейчас, даже несмотря на живучесть лишайников, им может не хватить скудного количества воды, которое есть на Марсе.

— В выбранных учеными местах вода в виде пара появляется буквально на несколько часов в сутки, — пояснил эксперт. — Это слишком короткие промежутки времени, чтобы микроорганизмы успели запастись водой для нормального существования.

Таким образом, по мнению Ильи Прокопьева, в нынешних условиях Марса лишайники проживут какое-то время, но не настолько долго, чтобы успеть преобразовать планету. Но если решить проблему с водой, с остальными трудностями в виде низкого давления и перепадов температуры лишайники вполне справятся.