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

Зубрин указывает, что терраформирование вовсе не новый невиданный процесс. В конце концов, молекула ДНК постоянно терраформирует Землю. Жизнь перевернула экологию Земли целиком, во всех ее аспектах, начиная с состава атмосферы и топографии земной поверхности и заканчивая компонентным составом океанов. Так что, начав терраформировать Марс, мы будем следовать самой Природе.

Чтобы запустить процесс терраформирования, мы могли бы «впрыснуть» в атмосферу Марса метан и водяной пар, чтобы вызвать искусственный парниковый эффект. Парниковые газы поглощали бы солнечный свет и медленно, но верно поднимали температуру ледовых шапок Марса. По мере таяния лед насыщал бы атмосферу Красной планеты водяным паром и углекислым газом.

Мы могли бы также вывести на орбиту Марса спутники-отражатели, которые направляли бы концентрированный солнечный свет прямо на ледовые шапки. Спутники можно синхронизировать таким образом, чтобы они висели над планетой в фиксированной точке и направляли энергию в полярные области Марса. На Земле мы направляем тарелки спутникового телевидения на аналогичные геостационарные спутники, висящие на высоте около 40 000 км над поверхностью. Они кажутся нам неподвижными, так как делают полный оборот вокруг Земли за 24 часа. (Геостационарные спутники находятся на экваториальной орбите, то есть «висят» над экватором. Это означает, что энергия с таких спутников будет приходить к полюсу под острым углом или ее нужно будет передавать отвесно вниз на экватор и уже потом транспортировать к полюсам. К сожалению, и в том и в другом варианте не обойтись без потерь энергии.)

По такой схеме марсианские солнечные спутники должны будут развернуть гигантские многокилометровые в поперечнике полотнища, на которых поместится огромное количество зеркал или солнечных панелей. Солнечный свет можно будет либо фокусировать и затем направлять на ледовые шапки, либо превращать в другой вид энергии при помощи солнечных элементов и направлять вниз в виде микроволн. Это один из наиболее эффективных, хотя и дорогостоящих, вариантов терраформирования: он безопасен, не загрязняет окружающую среду и гарантирует минимальные разрушения на поверхности Марса.

Предлагаются и другие стратегии. Можно, например, изучить перспективы использования богатого метаном Титана — одной из лун Юпитера — и возможность переброски метана оттуда на Марс. Это могло бы усилить желаемый парниковый эффект: метан, да будет вам известно, в 20 раз эффективнее поглощает тепло, чем углекислый газ. Еще один возможный метод предусматривает использование оказавшихся неподалеку комет или астероидов. Как мы уже говорили, кометы состоят в основном изо льда, а астероиды, насколько нам известно, содержат аммиак, являющийся парниковым газом. Пролетающие мимо кометы и астероиды можно слегка отклонить, чтобы вывести на околомарсианскую орбиту, затем перенаправить еще раз, чтобы вывести на очень медленную спираль падения на Марс. При входе в марсианскую атмосферу трение нагреет их и в конце концов разрушит, высвободив водяной пар или аммиак. При наблюдении с поверхности Марса астероид на такой траектории представлял бы собой великолепное зрелище. В каком-то смысле проект НАСА под названием Asteroid Redirect Mission (ARM) можно рассматривать как пробный шар для подобного предприятия. Напомню, что ARM — планируемая экспедиция НАСА, целью которой будет либо доставить на Землю образцы грунта с астероида или кометы, либо слегка изменить их траекторию. Разумеется, технологию для этого придется отлаживать и точно настраивать, иначе мы рискуем направить гигантский астероид на поверхность Марса и разнести колонию вдребезги.

Еще более неортодоксальная идея, которую предлагает Илон Маск, состоит в том, чтобы растопить ледовые шапки, взорвав на большой высоте над ними водородные бомбы. В принципе, это возможно уже сейчас, все необходимые технологии отработаны. Водородные бомбы, хотя и охраняются очень серьезно, относительно недороги в производстве, и мы, конечно, найдем способ, чтобы взрывать их десятками над ледовыми шапками с помощью современных ракет. Однако никто не знает, насколько стабильны ледовые шапки и какие у этой процедуры могут быть долгосрочные последствия. Многих ученых беспокоит риск незапланированных и неприятных изменений.

Если бы ледовые шапки Марса удалось полностью растопить, то получившейся воды, по некоторым оценкам, хватило бы, чтобы всю планету покрыл океан глубиной от 5 до 10 м.

Все эти проекты и предложения имеют одну цель — довести марсианскую атмосферу до того критического момента, когда процесс потепления станет самоподдерживающимся. Чтобы запустить процесс таяния льдов, достаточно было бы поднять температуру на 6 °C. Парниковые газы, высвободившиеся из ледовых шапок, разогрели бы атмосферу. Углекислый газ, поглощенный пустыней целую вечность назад, также высвободился бы и внес свой вклад в разогрев планеты, вызвав дальнейшее таяние. Таким образом, разогрев Марса продолжался бы без дальнейшего вмешательства извне. Чем теплее становилось бы на планете, тем больше водяного пара и углекислого газа высвобождалось в атмосферу — а это, в свою очередь, еще сильнее разогревало бы планету. Этот процесс мог бы идти почти до бесконечности, при этом повышая атмосферное давление на Марсе.

Как только вода наполнит древние русла Марса, поселенцы смогут всерьез развивать масштабное сельское хозяйство. Растения обожают углекислый газ, так что даже в открытом грунте, возможно, удастся вырастить первые урожаи, а отходы растений можно будет использовать для формирования почвенного слоя. Кроме того, можно запустить еще одну положительную обратную связь: чем больше выращивается растений, тем больше перегноя для почвы, на которой, в свою очередь, будут расти новые урожаи. Кстати говоря, в верхних слоях марсианского грунта содержатся магний, натрий, калий и хлор — ценные питательные вещества, которые помогут развитию растений. А растения, размножаясь, начнут вырабатывать кислород — один из важнейших элементов терраформирования Марса.

Ученые уже создали теплицы, в которых смоделированы жесткие условия Марса, чтобы посмотреть, смогут ли там выжить растения и бактерии. В 2014 г. Институт передовых идей НАСА объединился с компанией Techshot для строительства биокуполов с контролируемой средой, в которых предполагалось выращивать производящие кислород цианобактерии и водоросли. Предварительные эксперименты показывают, что некоторые формы жизни вполне способны процветать в таких условиях. В 2012 г. ученые Лаборатории моделирования Марса при немецком Аэрокосмическом центре обнаружили, что лишайники — формы жизни, схожие со мхами, — способны прожить в таких условиях по крайней мере месяц. В 2015 г. исследователи из Университета Арканзаса доказали, что четыре вида метанопродуцентов — микроорганизмов, вырабатывающих метан, — могут выжить в условиях обитания, напоминающих марсианскую экосреду.