Мичио Каку - Будущее человечества. Колонизация Марса, путешествия к звездам и обретение бессмертия

Перспектива поселиться на Марсе может показаться романтичной в научной фантастике, но в реальности она выглядит весьма устрашающе. Одна из стратегий процветания на этой планете состоит в том, чтобы использовать все доступные ресурсы, например лед. Поскольку Марс проморожен насквозь, все, что вам придется сделать для того, чтобы добраться до вечной мерзлоты, — это вырыть яму в пару метров глубиной. Выкопанный лед можно расплавить и очистить для получения питьевой воды или превратить в кислород для дыхания и водород для обогрева и ракетного топлива. Для защиты от радиации и пылевых бурь колонистам, возможно, придется построить подземное убежище. (У Марса настолько разреженная атмосфера и настолько слабое магнитное поле, что частицы, приходящие из космоса, не поглощаются и не отражаются, как на Земле, поэтому космическая радиация будет представлять для колонистов настоящую проблему.) Или было бы удобно устроить первую марсианскую базу в гигантской лавовой трубке возле какого-нибудь вулкана (этот вариант мы уже обсуждали для Луны). Учитывая количество вулканов на Марсе, таких трубок там, вероятно, найдется немало.

Сутки на Марсе имеют примерно ту же продолжительность, что и на Земле. Наклон оси вращения этой планеты по отношению к Солнцу тоже соответствует земному. Но к тяготению на Марсе, которое составляет всего 40 % земного, поселенцам придется привыкать — как и на Луне, им придется упорно тренироваться, чтобы избежать потери мышечной и костной массы. Им также придется свыкнуться с жестоким холодом и вести постоянную борьбу за то, чтобы не замерзнуть насмерть. Температура на Марсе редко превышает температуру замерзания воды, а после захода Солнца может упасть до –127 °C, так что любой отказ оборудования или сбой электроснабжения может представлять опасность для жизни.

Из-за этих и ряда других препятствий, даже если мы сможем отправить первую пилотируемую экспедицию на Марс к 2030 г., нам вряд ли удастся раньше, чем к 2050 г., накопить на этой планете достаточно оборудования и припасов для создания постоянного форпоста.

Поскольку физические нагрузки на Марсе необходимы всем — без них не удастся избежать потерь мышечной массы, — астронавты будут вынуждены активно и в обязательном порядке заниматься спортом. Здесь-то и может обнаружиться, к общей радости, что все они обрели сверхчеловеческие способности.

Но это означает также, что спортивные сооружения придется конструировать заново. Поскольку тяготение на Марсе составляет чуть больше трети земного, человек там, в принципе, может прыгнуть втрое выше, чем на Земле. Он может также бросить мяч втрое дальше, так что баскетбольные и бейсбольные площадки и футбольные поля придется увеличивать.

Более того, атмосферное давление на Марсе составляет около 1 % от земного, а это значит, что аэродинамика бейсбольного и футбольного мяча там кардинально изменится. Главная трудность — точное управление мячом. На Земле атлетам платят миллионы за особенно развитую способность управлять движением мяча, на отработку которой уходят годы практики. Это умение непосредственно связано со способностью атлета управлять вращением мяча.

Летящий мяч порождает в воздухе турбулентность — маленькие круговые вихри, которые заставляют мяч слегка вилять и замедляют его. У бейсбольного мяча эти вихри создаются выпуклыми швами, что и определяет его вращение. У мячика для гольфа они создаются впадинками на его поверхности. У футбольных мячей главную роль играют стыки между панелями покрышки.

Регбисты бросают мяч так, чтобы он быстро вращался в полете. Вращение снижает степень турбулентности у поверхности мяча, и он летит намного дальше и ровнее. Кроме того, из-за быстрого вращения он, как маленький гироскоп, сохраняет направление оси вращения. Такой мяч точнее летит и легче ловится.

Физика воздушных потоков позволяет показать, что многие мифы, имеющие отношение к бросанию бейсбольного мяча, вполне правдивы. Бейсболисты давно уже утверждают, что умеют бросать крученые мячи, и это позволяет им построить траекторию полета, которая на первый взгляд противоречит здравому смыслу.

Однако замедленная съемка показывает, что это утверждение соответствует действительности. Если бейсбольный мяч бросают так, что он почти не вращается в полете, тогда турбулентность вокруг него достигает максимального уровня, а траектория становится беспорядочной. Если такой мяч быстро вращается, давление воздуха с одной его стороны становится чуть больше, чем с другой (благодаря так называемому принципу Бернулли), и мяч может повернуть в определенном направлении.

Все это означает, что низкое атмосферное давление на Марсе может вызвать сложности для атлетов мирового класса с Земли: они потеряют способность управлять мячом. На Марсе, возможно, придется выращивать своих, марсианских, спортсменов. Все это может привести к организации нового Марсианского олимпийского движения и игр, на которых будут разыгрываться награды, в том числе и по неожиданным, физически невозможным на Земле видам спорта, которых пока попросту нет.

Нельзя исключить, что условия на Марсе внесут новую артистичность и элегантность и в уже существующие виды спорта. Фигуристы, к примеру, на Земле могут прыгать не более чем на четыре оборота. Исполнить пятерной прыжок пока не удалось ни одному спортсмену. Объясняется это тем, что высота прыжка определяется скоростью при отрыве от поверхности и силой тяготения. На Марсе фигуристы, благодаря слабому тяготению и низкому атмосферному давлению, смогут взлетать в воздух в три раза выше и исполнять головокружительные прыжки и вращения. Гимнасты на Земле исполняют чудесные винты и перевороты в воздухе, потому что их мышечная сила превышает вес тела. Но на Марсе эта сила будет намного превышать сниженный вес тела, и это позволит им исполнять невиданные никогда прежде винты и перевороты в воздухе.

Когда наши астронавты решат фундаментальные проблемы выживания, они смогут насладиться другими, эстетически приятными сторонами Красной планеты.

Благодаря слабому тяготению, разреженной атмосфере и отсутствию жидкой воды, горы на Марсе могут вырастать до поистине величественных размеров в сравнении с земными горами. Марсианская гора Олимп — крупнейший известный вулкан Солнечной системы. Эта гора примерно в 2,5 раза выше Эвереста и так велика у основания, что если бы можно было поместить ее в Северную Америку, то она протянулась бы от Нью-Йорка до канадского Монреаля. Слабое гравитационное поле означает также, что туго набитые рюкзаки не будут в тягость альпинистам и скалолазам и горовосходители на Марсе смогут демонстрировать те же чудеса выносливости, что и на Луне.