Книга Как мы будем жить на Марсе? - Стивен Петранек

В общем и целом обстрел поверхности Марса астероидами и создание генетически модифицированных бактерий, выделяющих парниковые газы, – способы как минимум не слишком удобные. Наиболее простым и элегантным решением, по крайней мере поначалу, кажется использование солнечного паруса для разогрева полярной области. Солнечный парус, отражающий солнечный свет на планету, требует прежде всего значительных затрат, а не сложных технологий, которые мы еще не изобрели.

Как только нам удастся разогреть Марс настолько, чтобы на нем появилась жидкая вода, можно будет завезти туда самые выносливые земные растения, которые смогут активно расти в атмосфере, насыщенной двуокисью углерода. Размножаясь, они начнут производить значительные количества кислорода. Но кислород – не парниковый газ, и он скорее будет охлаждать Марс, чем согревать его. Из-за разреженной атмосферы, слабого гравитационного поля и того факта, что любые парниковые газы в конечном счете распадаются, марсианский воздух необходимо будет постоянно контролировать и обогащать. Так же, как мы строим заводы для фильтрации и очистки пресной воды на Земле, жителям Марса придется строить заводы, чтобы поддерживать атмосферу плотной и пригодной для дыхания.

Взаимовлияние процессов, которые мы запустим на Марсе, может оказаться полезным, но также и опасно непредсказуемым. Если смотреть на дело оптимистично, чем больше льда мы сумеем расплавить, чтобы получить проточную воду, тем больше бактерий разрушат нитраты и насытят атмосферу азотом, следовательно, тем более подходящей станет атмосфера для растений, которые добавят в нее больше кислорода. Все эти процессы происходят в изумительной синергии.

Пробуждение древних форм жизни

Но существуют в этом уравнении и неизвестные, в том числе возможность пробуждения древних форм жизни. Если помнить о том, что когда-то по планете текла вода, что на ней существовали крупные моря, озера и реки, а также плотная атмосфера, трудно себе представить полное отсутствие жизни. Нет совершенно никаких доказательств того, что на Марсе она когда-то была, однако данные с марсохода “Кьюриосити” показывают, что на планете имеются ее основные химические компоненты. Поскольку жидкая вода является ключевым элементом для поддержания любой известной нам жизни, разумно предположить, что Марс не всегда был таким пустынным, каким кажется сейчас.

На самом деле одна из теорий зарождения жизни на Земле непосредственно связана с Марсом.

На заре Солнечной системы, когда по ней повсюду проносились астероиды и кометы, от Марса откололись большие куски и улетели в космос. Если в той породе была какая-то форма жизни, она могла проделать путь до самой Земли и найти себе новый дом при столкновении. У нас есть доказательства того, что микробы могут выдерживать длительные космические путешествия. На Марсе жидкая вода была задолго до того, как она появилась на Земле. Если там и зародилась жизнь, то это произошло куда раньше, чем здесь. Это означает, что наша планета, возможно, засеяна марсианской жизнью.

Но существуют и обратные предположения. Давным-давно астероиды откалывали куски и от Земли тоже. Возможно, сама наша Луна сформировалась в результате катастрофического столкновения какого-то крупного объекта с Землей. Если мы найдем жизнь на Марсе и она окажется похожей на земную, то перед нами встанет поразительная загадка взаимодействия двух планет и вопрос: действительно ли одна “засеяла” жизнью другую? Еще более важным событием была бы находка на Марсе живых микробов. Это открытие могло бы стать невероятно полезным для колонистов, потому что найденные на планете формы жизни будут однозначно адаптированы к ней. Если их массово возродит появление проточной воды, можно только догадываться, какую пользу они принесут атмосфере и более продвинутым формам растительности. Даже если первоначальные данные не покажут никаких очевидных признаков жизни на Марсе, мы не будем знать наверняка, пока по планете снова не потекут реки. Только тогда станет известно, что скрывается в реголите, под камнями и, быть может, в глубоких термических шахтах или в подповерхностных водоносных пластах, отапливаемых геотермальными процессами.

Со временем планета нагреется; первые поселенцы могут проснуться однажды утром и заметить, что у них под ногами растет что-нибудь вроде мха. Если на Марсе есть жизнь, которую можно разбудить потеплением, ее возрождение, возможно, ускорит процесс приспособления планеты под человека. Конечно, она также может быть чрезвычайно токсичной, проникнуть даже сквозь самый лучший скафандр и убить всех землян на планете за считаные дни. Однако все известные нам факты о жизни на Земле указывают на то, что такое развитие событий маловероятно.

Еще одна неизвестная величина – жизнь, которую мы принесем на Марс, и то, как она будет там адаптироваться. Как бы мы ни старались отдраить космический корабль перед вылетом с Земли, на нем, скорее всего, будет полно безбилетных микробов. Пожалуй, глупо предполагать, что марсоходы, которые мы уже отправили на Красную планету, были стерильны, ведь нам известно, что стерильные лаборатории, в которых их собирали, были не настолько стерильными, как ожидалось. Так или иначе, мы принесем жизнь в марсианскую среду. И она наверняка найдет способ расцвести пышным цветом, особенно если нам удастся пустить по поверхности жидкую воду.

Терраформирование Марса включает в себя как краткосрочные задачи вроде подогрева планеты, так и куда более долгосрочные: например, преобразование токсичной атмосферы в пригодную для дыхания. Мы уже обсудили этот вопрос в предыдущей главе, но в контексте терраформирования стоит к нему вернуться, поскольку отсутствие пригодного для людей воздуха является на сегодняшний день самой сложной, самой трудоемкой и самой затратной проблемой марсианских поселений. Люди и организации, которые продвигают идею сделать Марс новым направлением развития, пожалуй, не без причины так оптимистично рассматривают технологии, необходимые для того, чтобы подогреть планету и растопить воду. Во всем, что не касается создания пригодной для дыхания атмосферы, скорость терраформирования Марса зависит лишь от того, какие финансовые средства мы готовы в это вложить. Самые быстрые и дорогостоящие методы радикально изменят планету уже через несколько десятилетий. Но вот насытить атмосферу кислородом? На это может уйти больше тысячи лет.

Существуют две огромные трудности. Первая: воздух, которым дышат люди на Земле, состоит примерно из 21 % кислорода и 78 % азота, и эти пропорции имеют критическое значение. На несколько процентов меньше кислорода – и мы начинаем задыхаться, на несколько процентов больше – и могут пострадать наши легкие. Азот, которым мы дышим, это просто наполнитель – он в организме ни с чем не реагирует и выдыхается обратно. Но по объему он представляет собой большую часть нашего вдоха. Лучше всего в качестве наполнителя, пожалуй, подойдут такие инертные газы, как аргон, или азотно-аргоновая смесь. Выходит, нам нужно не только найти достаточно кислорода, чтобы закачать его в атмосферу Марса, которая сейчас более чем на 95 % состоит из CO2, но и заменить большую часть этого CO2 на инертный газ. И еще (как будто нам и без того мало проблем!): если мы даже сумеем “исправить” атмосферу Марса, планета начнет остывать, как только содержание углекислого газа снизится. Кислород и азот (или другие инертные газы) парникового эффекта не дают. Землю, среди прочих факторов, в тепле сохраняет большое количество водяного пара. Например, если мы достаточно подогреем Марс и лед растает, в атмосферу попадет немало воды. Начнутся дожди и снегопады.