Ученый оценил шансы превратить Марс во вторую Землю

Идея превратить Марс в «новую Землю» не нова, и высказывалась еще на заре космической эры. Неожиданно эта «стародавняя мечта» оказалась в фокусе внимания ученых: лишь за последние месяцы появилось сразу несколько серьезных работ, в которых расписывается, как Марс утеплить, насытить кислородом и защитить от радиации. Но по-настоящему нашумела статья ведущего научного сотрудника Лаборатории реактивного движения НАСА при Калифорнийском технологическом институте, доктора физико-математических наук Вячеслава Турышева, в которой он доказывает: даже не мечтайте. Затея потребует колоссальных энергий и тысячелетней работы. Берегите ту Землю, что у нас уже есть. Почему вроде бы фантазийная тема вдруг стала столь популярной, и неужели на Марсе никогда не зацветут яблони, KP.RU спросил у автора статьи.

Ведущий научный сотрудник Лаборатории реактивного движения НАСА при Калифорнийском технологическом институте, доктор физико-математических наук Вячеслав Турышев

АЭЛИТА БЫЛА БЕЗ СКАФАНДРА

Москвичи едут в Воркуту в квартиры по цене смартфона. Почему их не отпускает умиравший заполярный городФОТО
На заре современной астрономии Марс рассматривался как «готовая Земля» (ну разве что прохладно), и ни в каком терраформировании (преобразовании) не нуждался. Герои «Аэлиты» Алексея Толстого экспортировали на Красную планету мировую революцию без скафандров, и дело не в том, что «это же фантастика»: Толстой опирался на данные тогдашней науки.

Но уже первые аппараты, достигшие планеты в 1970-е, окатили оптимистов холодным душем. Воздуха почти нет и для дыхания он непригоден, магнитного поля нет (отсутствует важнейший компонент защиты от космической радиации), холода же такие, что даже вообразить зябко. Да, летом, в полдень и на экваторе столбик термометра иногда поднимается до плюс 20-ти, но как вам ночной мороз под минус сто? Дальнейшие исследования только усугубляли картину. Оказалось, например, что почва Марса состоит из предельно токсичных веществ. Метт Дэймон, который запросто черпал рукой красную землицу под гряду с картошечкой, безрассудно рисковал.

Но магия образа сильна: Марс так похож на Землю, особенно если не всматриваться. Спорим, вы не отличите австралийский пустынный пейзаж от марсианского? Так может, небольшими усилиями, по чуть-чуть, ретушью, мы сделаем Красную планету зеленой?

Возможно, впервые об этом взмечталось Рэю Бредбери: в 1950-е он описал, как на Марсе прошел благодатный дождь, и планета тут же покрылась лесом, живое только этого и ждало. А знаменитый астроном и журналист Карл Саган в 1973 году (статья «Планетарная инженерия на Марсе») попытался взгромоздить мечты фантаста на почву науки и наметил приемы, вокруг которых крутится и современная мысль.

ОТ ЛИШАЙНИКОВ ДО ЯДЕРНОЙ БОМБЫ

Давайте кратко посмотрим на предлагаемые приемы и методы. А их много.

Перво-наперво надо поднять атмосферное давление, причем делать это в связке с повышением температуры. Так мы получим условия для существования на поверхности жидкой воды. Сегодня, если человек на Марсе снимет скафандр, его кровь из-за низкого давления закипит, а это, согласитесь, не дело. Миллиарды лет назад у Марса была плотная атмосфера, но – не удержал, маловат. Несмотря на то, что сегодня там такие ветра, что пылью иссечет любой скафандр, атмосфера разряжена, как на Земле не бывает даже на вершине Эвереста.

Хорошее решение – добавить в атмосферу Марса парниковых газов. Они прогреют (вспомним пресловутый парниковый эффект), да и давление поднимется. Например, отбуксируем к планете ледяной астероид, полный аммиака, и запулим в Марс. Аммиак и есть тот самый парниковый газ. Еще можно производить прямо на Марсе, из грунта, фтор. Конечно, речь не идет о том, чтобы получить атмосферу, состоящую только из фтора (который еще и ядовит). И аммиак, и фтор нужны буквально в следовых количествах, что вроде бы дает надежду на успех.

Есть и другие способы прогрева: например, в одном из недавних исследований предлагается налепить из грунта некие нанотрубки, которые поглотят солнечные лучи и отдадут наружу тепло. А еще есть идея разместить около Марса зеркала, которые нагреют и подсветят даже ночью.

Слабое место всех этих идей в том, что Марс растеряет эти «новые газы» так, как растерял старые, гравитация маловата.

Получив комфортную температуру и, пока не пригодную для людей, атмосферу, можно постепенно насыщать ее кислородом. Например, с помощью растений. В одном из исследований вроде как доказали, что на Марсе выживет земной лишайник. И куда без бактерий: у НАСА есть проект послать туда контейнеры с земными микроорганизмами.

Но, поскольку все это нудно и дорого, а хочется сразу, нет-нет да мелькает мысль, а не взорвать ли там ядерный заряд. Атмосфера запылится и перестанет отдавать тепло в космос. В одном из последних (2025 год) исследований действо красиво именуется «управляемый апокалипсис».

Эти и другие идеи по отдельности критиковались, но Вячеслав Турышев, пожалуй, первым поставил под сомнение терраформирование как таковое. И вот его аргументы.

ТЕРАВАТТЫ И ТЫСЯЧЕЛЕТИЯ

Вячеслав Турышев вычленяет из этого калейдоскопа идей наиболее понятную последовательность действий, и разбирает ее звено за звеном.

Если без ядерки и без экзотики, алгоритм преобразования Марса выглядит так: поднимаем давление и нагреваем – строим теплицы – обогащаем воздух кислородом – снимаем шлемы.

И все тут вроде по делу. Направить в сторону Марса астероид? Теоретически можем. НАСА уже изменило орбиту астероида Диморф, осталось научиться делать это дешевле и точнее. Теплицы на Марсе могут быть просто громадными: гравитация маленькая, а из-за слабого наружного давления их раздует, как шарик, даже опорные конструкции толком не нужны.

Но давайте считать. Чтобы поднять давление на сотую долю миллиметра ртутного столба, надо врезать в Марс ледяную глыбу километров 10 в поперечнике, а для более-менее заметного результата потребуется тело в сотни километров. Таких, собственно, не так и много. Вот разве что спутник Сатурна Япет… Стоп, мы всерьез думаем, что в состоянии оторвать от Сатурна спутник и доставить к Марсу? Другой вариант, взять ледяную глыбу с окраин Солнечной системы. Час от часу не легче.

Идея производить следовые (малые) количества парниковых газов внешне выглядит подъемной, но расчеты говорят, что на Марсе придется развернуть химические заводы невероятных масштабов, для которых, к тому же, может не хватить сырья. А если греть Марс зеркалами, нам потребуется 70 миллионов квадратных километров зеркал.

Однако, мы еще не приступали к главному, к производству кислорода. Кстати, роверы делали такой эксперимент, и он оказался даже успешным, но речь шла о мизерных количествах. А нам надо много.

Кислород, видимо, будем извлекать из воды, расщепляя ее. Для этого нам нужна еще ледяная глыба, да не одна. Но допустим, что лед у нас в наличии. В работе Вячеслава Турышева приведена цифра, которая валит с ног даже заядлого оптимиста. Задача «производства» приемлемо-хорошего воздуха для всей планеты (это 8,2 на 10 в семнадцатой степени килограмм кислорода и 1,9 на 10 в восемнадцатой степени килограмм азота как буферного газа – простите за степени, нет названий для столь огромных цифр) потребует мощности в 380 тераватт в течение тысячи лет. Это в 20 раз превышает мощность, которую развивает вся земная цивилизация. А, пожелав сократить срок до ста лет, мы получим еще более заоблачные 3,8 петаватт (число с 15-ю нулями).

Вообще-то все перечисленное «реалистично» в том смысле, что не противоречит законам природы. Но явно противоречит нашим возможностям. Хватит мечтать о Земле 2.0. Берегите ту, что есть, другой не будет, делает вывод астроном.

КТО ЗА ЭТО ЗАПЛАТИТ

Здесь, конечно, хочется возразить – и вновь кинематографическим образом. В советской картине «Петр Первый» инженер показывает царю расчеты, уверяя - «невозможно», но царь парирует - «возможно!», трудовой люд рвет жилы, и все получается.

Человек, если ему надо, способен на многое. Например, взяли, и Панамский канал через джунгли и болота прорыли, по сути, лопатами. А пирамиды? Даже не верится, что это но сделали люди, не знавшие машин. Ключевое слово, однако, «если надо». Панамский канал был остро нужен для сокращения издержек судоходства. За ним стояли колоссальные деньги. Пирамиды тоже зачем-то были нужны. А терраформирование Марса? Есть бизнес-запрос на такое?

- Глобальное терраформирование Марса требует создать целую планетарную индустрию — энергетику, добычу, переработку, климатическое управление и логистику — еще до появления устойчивого рынка, который это окупит. Причем это даже не «мегапроект», а многовековая программа, которая должна работать без рыночного запроса, вхолостую, - рассказал KP.RU Вячеслав Турышев.

И если добывать золото на астероидах, наверное, интересно, потому что – ну золото же, то в случае Марса у нас есть лишь один аргумент: Земля погибает, дайте вторую Землю. Но, во-первых, красиво погибает: моря плещутся, бриз веет, пальмы колышутся, поезжайте на курорт, нет там никакого апокалипсиса, о котором толкуют климатологи. А во-вторых, как сказано у Достоевского, «вы же и убили-с». Вы же Землю-то и портите. Ну, не порите больше, и весь сказ.

ПОЖИВЕМ В СКАФАНДРАХ

Между тем вот просто так взять, и вычеркнуть Марс из наших мечтаний, конечно, не вариант, говорит Вячеслав Турышев. Просто сейчас самое время «включить голову». Ведь эпоха «планеты, населенной роботами» (роверами) заканчивается. Роверы исколесили, что могли, и надо понять, как быть дальше.

- Начинается этап архитектурных решений: как возвращать образцы грунта, собранные роверами, как искать лед и летучие на нужной глубине, как приземлять на Марс более тяжелые грузы, как обеспечивать энергетику, связь, автономность и местную переработку ресурсов. НАСА прямо сообщает, что «переосмысляет будущее исследования Марса» в пользу более частых и более дешевых научных миссий, - говорит Вячеслав Турышев.

Тем более, что даже в нынешнем состоянии Марс, пусть он непригоден для комфортной жизни, вполне годится для пилотируемых полетов:

- Это среда для роботизированных и жестко технологически опосредованных операций — скафандров, герметичных модулей, теплового контроля и инженерной защиты, - говорит ученый.

Даже то обстоятельство, что у Марса нет магнитного поля, и космонавты окажутся под радиационным дождем, лишь усложняет полет человека, но не «запрещает» его:

- Правильная архитектура обитаемой станции на Марсе — это экранированные жилые объемы, укрытия от солнечных вспышек, использование грунта как защиты, высокая автономность и заранее подготовленный контур возврата. По сравнению с Луной цена ошибки гораздо выше, ведь возвращаться оттуда в случае чего долго и дорого. Для первых миссий разумнее строить защищенные локальные системы, а не ждать искусственного появления глобальной атмосферы, - говорит Вячеслав Турышев.

Вполне реально рассматривать освоение Марса и как бизнес-проект. Но это не «трата денег в течение тысячи лет», а цепочка реалистичных, локальных задач:

- Последовательно снижать стоимость тонны, доставленной на Марс, стоимость защищенного кубометра среды, киловатт-часа, килограмма местного ресурса. То есть реальная бизнес-задача на первом этапе — энергетика, добыча и обработка ресурсов в космосе, связь, автономная техника, локальные купола, защищенное земледелие, а не глобальная атмосфера. Такие шаги выглядят осмысленней, чем «терраформирование», - перечисляет Вячеслав Турышев.

ПОТРЕНИРУЕМСЯ НА ЛУНЕ

Из работы Вячеслава Турышева следует еще один вывод: в фокусе внимания парадоксальным образом оказывается Луна. Столь не похожая на Марс, без малейшей перспективы стать «второй Землей», зато близкая. Надо же где-то тренироваться.

- Луна естественно оказывается первым полигоном. НАСА прямо формулирует задачу как «Луна – ступенька к Марсу», это дорожная карта, в которой лунные миссии нужны не только ради самой Луны, но и чтобы научиться жить и работать на другом мире, готовясь к Марсу. Это разумно: короткая логистика, высокая частота миссий, возможность обкатать энергетику, строительство, ресурсодобычу, связь, навигацию, медицину и тяжелую операционную дисциплину, - говорит Вячеслав Турышев.

Вот только надо избежать очевидного соблазна превратить Луну в свалку и скопище грязных производств. Не получается пока испортить Марс, давайте портить Луну, благо это просто каменный шар, который все выдержит. Нет, так дело не пойдет, резюмирует Вячеслав Турышев:

- Луна не бесплатна и не безвредна как промышленная площадка. НАСА подчеркивает, что лунная пыль опасна и для техники, и для скафандров, и для легких человека, а радиация остается постоянной проблемой при работе за пределами земной магнитосферы. Даже миссия Artemis II включает отдельные процедуры укрытия экипажа от событий солнечной радиации. Иными словами, Луна — отличный испытательный полигон, но не «удобная свалка за пределами атмосферы». Это очень жесткая среда со своими токсикологическими, эксплуатационными и политико-правовыми ограничениями.