В средней школе учитель биологии однажды показал классу научно-фантастический фильм "Звездный путь III: В поисках Спока". Фильм привлек внимание благодаря технологии под названием "Проект Генезис", которая могла преобразить мертвую планету в обитаемый мир, полный жизни.
После просмотра ученикам было предложено написать эссе с вопросами: реалистична ли такая технология? Этична ли она? И, в духе Спока, логична ли она? Это задание вызвало интерес к размышлениям о будущем науки и технологий.
Спустя годы, инженеры и ученые разрабатывают технологии для расширения человеческого присутствия за пределами Земли. Современные исследования включают усовершенствование двигательных систем для отправки космических кораблей за пределы земной орбиты, разработку строительных технологий для долгосрочного освоения Луны, а также изучение возможностей 3D-печати для создания обитаемых модулей на Марсе.
Проекты, связанные с поддержанием жизни за пределами Земли, требуют огромных ресурсов, энергии и креативных решений, однако многие проблемы уже находятся в процессе решения.
Чек-лист для жизни: еда, вода, убежище, воздух
После Луны Марс является следующей логичной целью для человеческого обитания за пределами Земли.
Но можно ли терраформировать Марс, то есть преобразовать его в планету, похожую на Землю, способную поддерживать жизнь? Или это всего лишь фантастическая идея?
Для того чтобы жить на Марсе, людям потребуется жидкая вода, пища, убежище и атмосфера с достаточным содержанием кислорода для дыхания и достаточно плотная, чтобы удерживать тепло и защищать от солнечной радиации.
Однако атмосфера Марса практически полностью состоит из углекислого газа, и в ней почти нет кислорода. К тому же она крайне разрежена — плотность всего около 1% от земной.
Чем менее плотна атмосфера, тем меньше тепла она может удерживать. Атмосфера Земли достаточно плотная, чтобы удерживать необходимое количество тепла для поддержания жизни благодаря парниковому эффекту.
На Марсе же атмосфера настолько тонкая, что ночные температуры регулярно опускаются до -101°C.
Как же можно создать на Марсе подходящую атмосферу?
Несмотря на то, что на Марсе нет активных вулканов — по крайней мере, на данный момент — учёные предполагают возможность искусственного вызова вулканической активности с помощью ядерных взрывов. Газы, находящиеся глубоко в недрах вулканов, могли бы высвободиться и попасть в атмосферу. Однако этот план сомнителен, поскольку взрывы также могут привести к выбросу радиоактивных материалов в атмосферу.
Более перспективная идея — перенаправление комет и астероидов, богатых водой, на столкновение с Марсом. Это не только высвободило бы газы из-под поверхности планеты, но и привнесло бы в атмосферу воду из самих комет. NASA уже доказало, что способно изменять траектории астероидов, но для достижения значительных изменений потребуются крупные объекты и их должно быть достаточно много.
Как сделать Марс уютным
Существует несколько методов нагрева планеты, одним из которых является использование гигантских зеркал на орбите Марса. Эти зеркала могли бы отражать солнечные лучи на поверхность планеты, постепенно повышая ее температуру.
Другое предложение связано с использованием аэрогеля — ультралегкого материала с изоляционными свойствами. Марсианские колонисты могли бы выкладывать его на поверхности, включая области полярных ледников. Аэрогель создавал бы тепловую ловушку, способствуя таянию льдов и превращению их в жидкую воду.
Для выращивания пищи на Марсе потребуется почва, однако местный грунт, известный как реголит, сильно отличается от земной почвы. Реголит — это рыхлый материал, напоминающий песок, но он беден питательными веществами, необходимыми для роста растений, и содержит перхлораты — химические соединения, опасные для живых организмов.
Преобразование реголита в пригодную для земледелия почву — сложная задача. Один из способов решения проблемы заключается в добавлении в марсианский грунт экстремофилов — микробов, которые могут выживать в суровых условиях. Эти организмы, привезенные с Земли или модифицированные генетически, могли бы помочь в создании почвы, богатой питательными веществами. Используя фотосинтез, микробы постепенно превращали бы углекислый газ в кислород, подготавливая Марс к заселению более сложными растениями и животными.
Обеспечение жизненно важными ресурсами, такими как кислород, вода и пища, — крайне сложная задача. Даже на Земле ученые сталкиваются с трудностями в моделировании таких условий. В проекте Biosphere 2, который представляет собой замкнутую экосистему с океанами, тропическими лесами и пустынями, исследователи постоянно борются за поддержание баланса. Природа поистине уникальна в своей способности поддерживать жизнь.
Дом на Марсе
Здания на Марсе можно будет возводить с помощью 3D-печати, однако сначала они должны быть герметичными и защищёнными, пока Марс не станет пригодным для жизни с точки зрения температуры и атмосферы. Программа NASA по исследованию автономных строительных технологий для Луны и Марса изучает, как это можно реализовать.
Но остаётся множество нерешённых проблем. Например, в отличие от Земли, у Марса отсутствует магнитосфера, которая защищает планету от солнечного ветра и космической радиации. Без этого защитного магнитного поля на поверхность планеты проникает слишком много радиации, что делает её опасной для живых организмов. Хотя существуют гипотетические способы создания магнитного поля, наука в этой области пока остаётся на уровне теории.
На самом деле, все технологии, описанные выше, намного опережают текущие возможности в масштабах, необходимых для терраформирования Марса. Для их реализации потребуется огромное количество исследований и инвестиций, значительно превышающих современные ресурсы. В отличие от устройства "Genesis" из фильма "Звёздный путь III", которое могло преобразовать планету за минуты, терраформирование Марса может занять столетия или даже тысячелетия.
К тому же остаются серьёзные этические вопросы. Правомерно ли изменять другую планету настолько радикально и навсегда?
Однако это не повод для разочарования. Пока учёные разрабатывают технологии для преобразования Марса, они могут быть использованы и на Земле. Например, технологии 3D-печати марсианских поселений уже сейчас применяются для создания доступного жилья на Земле, что может помочь решить проблему глобального дефицита домов.