К вопросу о терраформировании и колонизации Марса

терраформирование марса

Терраформированый Марс, в представлении художника

Многие космические программы, в конечном итоге, это шаг к отправке астронавтов на Марс. И вполне естественно думать о следующем шаге — колонизации. Однако это потребует много ресурсов и рабочей силы для своего воплощения. Тем не менее, технологии продолжают развиваться быстрыми темпами и новые материалы, в настоящее время, могут помочь выполнить столь нелегкую задачу. А терраформирование Марса это гораздо более сложный процесс, который превосходит усилия, вложенные в строительство Международной космической станции.

Преимущества терраформирования планеты

Однако нужно понимать какие есть проблемы, прежде чем начинать изменять планеты. Он имеет много преимуществ по сравнению с другими объектами. Во первых он имеет атмосферу, в отличие, например, от Луны.

Планета после терраформинга

Это делает более простым получение таких важных элементов, как азот и кислород. Следующим преимуществом является то, что Марс имеет схожий минеральной состав с Землей. Все металлы и минералы, необходимые для производства и промышленности, также существуют на Марсе. Он также имеет аналогичное вращение и наклон оси, почти как на Земле. Наклон его оси дает сезоны похожие на Земные. Эти условия помогут будущим колонистам приспособиться к жизни на Марсе.

Колонисты в построенных убежищах

Тем не менее, есть еще много проблем, которые стоят на пути. Во-первых, это расстояние. Перелет стоит уйму денег. Следующая проблема заключается в атмосфере. Она слишком тонкая, чтобы удерживать кислород. Это означает, что необходимо изменить не только качественный состав атмосферы, для достижения парникового эффекта, но и количественный для первоначального поселения. Кроме того, гравитация на Марсе слабее, чем на Земли. Таким образом, людям, которые будут жить на Марсе, и/ или его терраформировать придется иметь дело с потерей костной ткани и другими заболеваниями, связанными с низкой гравитацией.

В любом случае, преобразование Марса представляет много возможностей. Она даст человечеству возможность найти новые ресурсы, не истощая Землю. Однако это потребует усилий не только национальных правительств, но и частного сектора, чтобы осуществить это.

Несмотря на отсутствие воздуха, низкие температуры и радиацию, Марс интригующая цель для терраформирования его человеком.

Давайте посмотрим, какие есть преимущества в колонизации красной планеты:

Альтернативный взгляд

Освоение Марса последнее время является одной из основных тем, обративших на себя пристальное внимание мирового научного сообщества. «Популярная механика» попыталась разобраться в том, насколько реально терраформирование Красной планеты с учетом возможностей современных технологий и предлагает вам подробный обзор потенциальных способов колонизации его и других планет Солнечной системы человеком.

В течение вот уже многих десятилетий люди занимаются поиском жизни или хотя бы ее следов на Марсе. До сих пор эти исследования не принесли желаемых результатов, но идея о «живом» Марсе продолжает будоражить умы научного сообщества по всему миру. Если мы не нашил жизнь на Красной планете то, возможно, мы сами сможем ее туда принести? Что, если бы у человека однажды получилось превратить песчаный, скалистый ландшафт Марса в цветущий сад, — подобие нашего родного мира?

Несмотря на то, что для обывателя это звучит как научная фантастика, исследователи в государственном и частном секторе всерьез занимаются изучением вопроса о том, как современные технологии могут терраформировать Марс, и по большей части потому, что это сделает колонизацию и дальнейшее исследование планеты куда более простыми.

Так возможно ли терраформирование Марса?

Ответ — да. Однако ученые полагают, что это осуществимо куда менее драматическим образом, чем предложенная Элоном Маском идея взорвать ядерный снаряд в тонкой а, объясняет Крис Маккей, планетарный исследователь НАСА. Согласно ему, а также другим ученым, нагреть Марс человечеству поможет солнечный свет. Яркий пример тому — глобальное потепление на Земле, вызванное истончением озонового слоя и оттого избыточной дозой солнечной радиации, которая повышает температуру на планете. Майкл Чаффин, ученый, работающий над проектом Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN (MAVEN), уверен, что атмосферу Марса нужно сделать еще толще для того, чтобы она стала похожа на земную. «Мы обнаружили, что на ранних этапах формирования жизни на планете крайне необходимо удерживать на ее поверхности воду, что возможно лишь при куда более толстом атмосферном слое, чем тот, что существует сейчас на Марсе», говорит он.

В настоящее время атмосфера Марса такая тонкая и так плохо удерживает тепло, что вода может существовать на поверхности планеты исключительно на протяжении коротких промежутков времени. «Если взять стакан жидкой воды и вылить ее на Марс, то часть ее замерзнет, а другая часть обратится в пар. В любом случае, она не останется в жидком состоянии надолго», уверен Чаффин. Теоретически, если бы мы могли перекачать часть парниковых газов из атмосферы Земли на Марс, то можно было бы прогреть планету до такого состояния, чтобы на ней спокойно существовало большое количество жидкой воды, как это было в далеком прошлом (около 3,5 млрд лет назад). Чем толще атмосфера — тем стабильнее атмосферное давление и температура на планете, а значит и вода тоже будет стабилизироваться.
Рекламное видео:
Маккей уверен, что одним из способов осуществить подобную программу является производство супер-парниковых газов — перфторуглеподов (ПФУ) на специальных заводах. Они не нарушили бы тонкий озоновой слой планеты и не стали бы токсичной угрозой для потенциальных колонистов, но смогли бы в достаточной мере удержать тепло на Марсе. После этого, спустя 100 лет после прогрева планеты люди смогут приступить к высаживанию растений на марсианском грунте. Потребляя CO2 и выделяя большое количество кислорода, зелень постепенно изменила бы химический состав атмосферы, сделав ее пригодной для дыхания — процесс, который, если говорить о современном уровне развития биотехнологий, займет тысячи лет.

Этот пейзаж — одна из возможных моделей того, как Марс выглядел в далеком прошлом

Практические проблемы

Одной из главных особенностей, которую должны будут принять во внимание будущие программы терраформирования, является то, что на Марсе уже содержатся парниковые газы, к примеру известный всем CO2. Если проводить работы без учета их влияния, то можно нагреть планету слишком сильно. В итоге, вместо Эдема вы получите Венеру — планету с плотной атмосферой, которая состоит из парниковых газов, отчего температура на поверхности так высока, что на ней можно плавить свинец. Кроме того, атмосферное давление там так высоко, что на Земле такое можно наблюдать лишь в океане, на глубине около 900 метров.

В настоящее время Маккей работает над расчетами, которые позволят оценить количество СО2, в замороженном состоянии находящегося вблизи или под полярными льдами планеты. По оценкам специалистов, там все еще недостаточно много двуокиси углерода для нагрева планеты, но точное ее число все еще остается неизвестным. Но предположим, что у нас получилось создать достаточно влажную и теплую для жизни планету. Однако что случится с ее атмосферой со временем? Безусловно, Марс вновь потеряет ее. Однако на это, по прогнозам ученых, уйдет порядка 100 миллионов лет, что в масштабах человечества является настолько огромным сроком, что стоит хотя бы попытаться.

Планеты разные, а правила для всех одинаковые?

Различия между Венерой, Марсом и Землей на первый взгляд довольно очевидны. На одной слишком жарко, на другой слишком холодно, третья же в самый раз подходит человеку. Но, по большому счету, все они — лишь каменистые планеты среднего размера. Модели климатических изменений, разработанные на Земле, могут с большой вероятностью работать и на других планетах — надо лишь учесть различия в толщине атмосферных слоев, размеры и относительную близость каждой планеты к Солнцу. Однако некоторые аспекты марсианского климата остаются для исследователей загадкой.

«Данные, полученные с помощью роверов, показывают, что на планете была жидкая вода около 4 миллиардов лет назад. Если вернуться в прошлое, то на Марсе обнаружится большое количество озер и рек, могущих выполнять ту же важную для жизни функцию, что и земные. Но вот загадка: если у вас раньше были большие массивы жидкой воды, а сейчас нет, то что же произошло с атмосферой планеты?», задается вопросом Чаффин. Здесь-то на помощь и приходит MAVEN. Зонд НАСА вращается вокруг планеты с 2014 года, исследуя состав ее атмосферы и радиационный фон. Исследователи пытаются выяснить, что привело к резкой потере значительной части атмосферы в прошлом. «Марс теряет 180 грамм заряженных атмосферных частиц в секунду. Этого достаточно, чтобы за всю историю Марса исчезла вся текущая, тонкослойная атмосфера, но это не объясняет потерю раннего, более плотного атмосферного слоя», говорит ученый.

Модель спутника MAVEN, сканирующего марсианскую атмосферу с 2014 года

Заключение

Как бы то ни было, вопрос терраформирования Марса намного глубже, чем просто решение вопроса о прогреве и увлажнении планеты. Марсианский грунт беден на питательные вещества и богат персульфидами и перхлоратами, а значит, земные бактерии могут попросту не прижиться в нем. Что, если в ходе экспедиции Маска колонисты обнаружат на Марсе собственные бактерии, которые будут уничтожены в результате терраформирования и, таким образом, уникальный образец ксенобиокультуры будет утерян? Ученые полагают, что серьезные дебаты и планы об освоении планеты можно будет строить только тогда, когда человек впервые вступит на Красную планету и сможет исследовать ее самостоятельно, не прибегая к зондам и спутникам.

Василий Макаров

Плюсы колонизации

Колонизация красной планеты

Он имеет очень похожую длину дня. Марсианский день составляет 24 часов и 39 минут, так что растения и животные очень быстро бы адаптировались. Он имеет наклон оси, похожий на Земной. Это дает ему смену сезонов, как и у нашей родной планеты. Марс имеет огромные запасы воды в виде льда. Эта вода будет иметь важное значение для путешественников и может быть использована для переработки в ракетное топливо.

Вместо того, чтобы везти провизию с Земли, будущие колонисты могли бы получать свой собственный воздух путем расщепления воды на Марсе, на кислород и водород. Эта вода также будет использоваться для питья.

Убежища на поверхности

Предварительные эксперименты показали, что почва Марса может быть использована для создания защитных сооружений. Земные растения могут быть выращены в марсианской почве, при условии, что они получат достаточно солнечного света и углекислого газа.

Со временем, мы можем разрабатывать месторождения полезных ископаемых. И в очень далеком будущем, колонизация может включать в себя его терраформирование, т.е. повышение температуры на планете до того момента, пока его ледники не растают, и огромные запасы газа пополнят атмосферу.

Поверхность Марса постоянно купается в смертельной радиации

Помимо того, что слабое магнитное поле не защищает марсианскую атмосферу, ничто не препятствует проникновению на поверхность планеты смертоносных ультрафиолетовых лучей. Они свободно попадают на поверхность, эффективно ее стерилизуя. Даже плотная атмосфера против ультрафиолета бессильна. Об этом свидетельствует тот факт, что даже на Земле эти лучи могут вызвать ожоги. На Марсе мы ничего не сможем сделать с ультрафиолетом.

Другими словами, Марс – это место, которое будет очень трудно сделать пригодным для жизни. Мощные силы природы будут активно противостоять всем нашим усилиям. Эта процедура займет огромный промежуток времени и вызовет необходимость колоссальных затрат. Возникает вопрос – а стоит ли вообще все это затевать?

Что такое терраформирование?

Терраформирование — это процесс, который меняет недружелюбную окружающую среду (если планета слишком холодная, слишком горячая, не имеет пригодной для дыхания атмосферы) на более подходящую для жизни людей. Он может включать изменение температуры, атмосферы, топографии поверхности, экологии — или всего вышеперечисленного — чтобы планета или луна стала более «приземленной» и не убила нас моментально.

Этот термин придумал Джек Уильямсон, американский писатель-фантаст, которого называли «деканом научной фантастики» (после смерти Роберта Хайнлайна в 1988 году). Термин появился в истории под названием «Орбита столкновения», опубликованной в 1942 году в журнале Astounding Science Fiction. Это первое из известных упоминаний этой концепции, хотя косвенно о ней говорили и раньше, конечно.

Вообще, научная фантастика полна примеров изменения планетарных условий, чтобы те стали более пригодными для жизни людей. В «Войне миров» Герберт Уэллс отмечал, что марсианские вторженцы начали трансформировать экологию Земли с целью долгосрочного проживания.

Олаф Стэплдон в «Последних и первых людях» (1930) посвятил две главы описанию того, как потомки людей терраформируют Венеру по причине непригодности Земли для проживания; и в процессе терраформирования устраивают геноцид местной водной жизни. В 50-60-х годах, вместе с началом космической эпохи, терраформирование появилось во множестве работ из области научной фантастики.

К примеру, в «Небесном фермере» (1950) Роберт Хайнлайн представляет, как Ганимед трансформируется в сельскохозяйственное поселение. Это важный роман — первый, где понятие терраформирование представляется с серьезной и научной точки зрения, а не просто как фантазия.

В 1951 году Артур Кларк написал первый роман, в котором представил научной фантастике терраформирование Марса. В «Песках Марса» марсианские колонисты нагрели планету, превратив Фобос во второе солнце, и выращивали растения, которые разбивали марсианские пески с высвобождением кислорода. А в книге «Космическая Одиссея 2001 года» Кларк представил расу древних существ, которые превращают Юпитер во второе солнце, чтобы Европа смогла стать пригодной для жизни планетой.

Пол Андерсон тоже много писал о терраформировании в 1950-х. В своем романе 1954 года «Большой дождь» Венеру меняют с помощью методов планетарной инженерии в течение очень долгого времени. Книга стала настолько влиятельной, что термин «Большой дождь» (Big Rain) стал синонимом терраформирования Венеры. За этой книгой последовали «Снега Ганимеда» (1958), где экологию спутника Юпитера делают пригодной для жизни с помощью похожего процесса.

В серии «Робот» Айзека Азимова колонизацией и терраформированием занимается могущественная раса людей; этот процесс протекает на пятидесяти планетах известной Вселенной. В серии «Основание» человечество успешно колонизировало все потенциально обитаемые планеты в галактике и терраформировало их для Галактической Империи.

В 1984 году Джеймс Лавлок и Майкл Олэби написали, как считают многие, одну из самых влиятельных книг по терраформированию. В романе «Озеленение Марса» исследуется формирование и эволюция планет, происхождение жизни и биосфера Земли. Модели терраформирования, представленные в этой книге, фактически предвосхищают будущие дебаты на тему целей терраформирования.

В 1990-х Ким Стэнли Робинсон выпустил свою знаменитую трилогию на тему терраформирования Марса. Известная как «Трилогия Марса» — Красный Марс, Зеленый Марс, Голубой Марс — эта серия посвящена трансформации Марса силами многих поколений в процветающую человеческую цивилизацию. В 2012 году вышел «2312», посвященный колонизации Солнечной системы — включая терраформирование Венеры и других планет.

В популярной культуре можно найти множество других примеров, как в телевидении и прессе, так и в фильмах с видеоиграми.

Рейтинг
( 2 оценки, среднее 4.5 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: