Как мы будем жить на Марсе Петранек Стивен

TED Books

How We’ll Live on Mars

Stephen L. Petranek

TED, the TED logo, and TED Books are trademarks of TED Conferences, LLC

TED BOOKS and colophon are registered trademarks of TED Conferences, LLC

Interior design by MGMT. design

Cover design by: Chip Kidd

Cover photo by: Daniel Kaesler / Alamy

© 2015 by Stephen Petranek. All rights reserved.

Пролог: мечта

Вот как это будет:

В 2028 году два обтекаемых космических корабля – “Раптор-1” и “Раптор-2” – наконец доберутся до Марса и выйдут на марсианскую орбиту. Изнурительное 243-дневное путешествие окончено. За тем, как “Раптор-1” опускается на поверхность Красной планеты, следит, как ожидается, примерно половина жителей Земли, причем некоторые из них смотрят трансляцию на огромных жидкокристаллических экранах, установленных на улицах. Земля и Марс занимают сейчас на своих орбитах такое положение, что телевизионному сигналу требуется около двадцати минут, чтобы добраться от одной планеты до другой. Зрители на Земле попались в своего рода пространственно-временную ловушку: они видят, что корабль еще только опускается на Марс, а между тем четверо астронавтов на его борту, быть может, уже погибли, если что-то пошло не так.

Этого момента ждали почти десять лет, и вот посадочный модуль неторопливо приближается к марсианской поверхности под гигантским парашютом, и раскаленные струи реактивных тормозных двигателей замедляют падение, вздымая красную пыль. Зрители на Земле с нетерпением ждут развития событий, а ведущий тем временем напоминает им о пресс-конференции, состоявшейся восемью годами ранее: это событие тогда потрясло весь мир, а особенно агентство NASA, которому все еще оставалось по меньшей мере два года до испытаний первого пилотируемого марсианского корабля. В тот памятный день частная компания, первой начавшая практическую подготовку экспедиции на Марс, объявила, что собирается построить серию огромных ракет-носителей, способных доставить на Красную планету пилотируемый корабль. В течение ближайших десяти лет одна или две из этих ракет отправятся в космос, чтобы сделать возможной высадку человека на Марсе.

Пока “Раптор-1” медленно опускается в гигантский кратер недалеко от марсианского экватора, астронавты планируют свои ближайшие действия. Время сейчас на вес золота. Первая задача колонистов – развернуть базовую жилую ячейку, компоненты которой они привезли с собой (всего корабли доставили огромное количество груза). Предстоит также надуть куполообразные “здания” – герметичные шатры из экзотических материалов, которые значительно расширят жилое пространство и одновременно будут служить теплицами, в которых можно выращивать пищу.

У окружающей среды Марса и Земли есть нечто общее. Марсианский ландшафт очень напоминает некоторые уголки Земли, например сухие долины Антарктиды или высокогорные вулканические пустыни Гавайских островов. Но есть факторы, которые окажутся для землян совершенно непривычными и потребуют предельного напряжения сил. Марсианский день всего на тридцать девять минут и двадцать пять секунд длиннее, чем день на Земле, однако марсианский год гораздо продолжительнее земного – 687 суток. Следовательно, времена года также будут вдвое длиннее. Орбита, по которой Марс обращается вокруг Солнца, более вытянута, а ось вращения планеты сильнее наклонена к плоскости эклиптики, поэтому сезонные различия здесь более резкие; в южном полушарии лето теплее, чем на Земле, а зима холоднее. В конце концов марсианским колонистам придется построить две базы: одну, летнюю, в южном полушарии, вторую – к северу от экватора.

Но сейчас, в ближайшие двадцать четыре часа, первые люди на Марсе должны решить самую главную задачу: найти воду. Им предстоит определить, действительно ли – как это предсказывали марсоходы и орбитальные аппараты NASA – в поверхностном слое марсианской почвы, состоящем из материала под названием реголит, достаточно воды, чтобы не только удовлетворить потребности астронавтов, но и послужить сырьем для получения кислорода. Астронавты специально совершили посадку в кратере, в котором аппарат NASA заметил гладкую поверхность чистого льда. Если окажется, что это блестел не лед, им нужно будет найти рядом вторую точку с высоким содержанием льда в реголите. Если такого места поблизости не обнаружится, астронавты с помощью георадара будут искать воду под поверхностью, а потом начнут бурить скважину.

Задолго до того, как прибудут следующие корабли (это случится лишь через два года), первые колонисты должны будут построить более основательные сооружения – возможно, из кирпича, который они изготовят из реголита. Хотя сегодня солнечно и относительно тепло – около 10 °С, но с приближением темноты температура резко понизится и станет примерно такой же, как в особенно холодную ночь на Южном полюсе Земли. Посадка вблизи марсианского экватора позволяет колонистам воспользоваться преимуществами более мягкого климата: в летний день температура может подниматься до 21 °C. Однако ночью она легко может упасть до 70 градусов ниже нуля – тут-то и понадобится убежище, способное защитить астронавтов от холода, а также от жесткого солнечного излучения, которое почти совсем не смягчается разреженной атмосферой.

Если абсолютно все пойдет не так – колонисты не смогут найти воду, радиация окажется еще более сильной, чем ожидалось, один из кораблей будет серьезно поврежден при посадке, – они укроются в убежище и будут ждать подходящего момента для старта, чтобы отправиться в долгий путь обратно на Землю. Если все будет хорошо, они останутся здесь навсегда.

Эти первые исследователи, заброшенные за двести пятьдесят миллионов миль от дома на планету, которая кажется абсолютно бесплодной, во всех отношениях похожи на своих предшественников – великих первопроходцев прошлого, которые покоряли вершины и пересекали океаны, чтобы открыть для человечества новые земли. И все же роль первых марсианских колонистов еще более важна, чем этих великих путешественников: само их присутствие на Марсе представляет собой величайший триумф человеческого разума.

Каждый, кто в 1969 году смотрел в прямом эфире, как Нил Армстронг делает первый шаг по поверхности Луны, расскажет вам, что в это мгновение вся Земля замерла. Это чудесное, поразительное достижение было настолько невероятным, что кое-кто до сих пор считает, будто его инсценировали на голливудской киностудии. Но когда астронавты ступили на Луну, люди сказали друг другу: “Если мы можем долететь до Луны, мы можем все”. Но в то время речь шла о Земле и ее ближайших окрестностях. Когда мы ступим на поверхность Марса, эта фраза приобретет совсем другой смысл: “Если мы смогли добраться до Марса – значит, мы можем полететь куда угодно”.

После этого космические саги о далеких мирах, такие как “Звездные войны” и “Стар Трек”, перестанут казаться фантастикой. Спутники Сатурна и Юпитера станут логичными целями новых экспедиций. Поднимется (неизвестно, к лучшему это или к худшему) новая волна искателей удачи, которая сможет потягаться с калифорнийской золотой лихорадкой. И, самое главное, наше воображение вырвется так далеко за пределы земной гравитации, как только можно себе представить. Момент, когда первые люди ступят на Марс, будет более значительным с точки зрения технологического прогресса, философии, истории и научных исследований, чем все достижения прошлого, потому что в этот момент мы перестанем быть расой существ, приговоренных к жизни лишь на одной планете.

Первопроходцы Марса начнут осуществление смелого плана: не просто побывать на Красной планете, не только основать на ней постоянное поселение, но и переустроить ее, сделать ее более похожей на Землю (этот процесс называется терраформированием). Предстоит насытить разреженную атмосферу Марса, состоящую в основном из углекислого газа, достаточным количеством кислорода, поднять среднюю температуру воздуха с минус 62 °C до более приемлемых минус шести, заполнить сухие русла рек и ложа озер водой, высадить растения, способные выжить в суровом климате и в атмосфере, богатой СO₂. Первые колонисты запустят процесс, который, быть может, не завершится еще и через тысячу лет, но в конце концов подарит людям второй дом, аванпост на дальнем фронтире. И, как и многие другие аванпосты в прошлом, в один прекрасный день он сможет потягаться с родной планетой богатством ресурсов, уровнем жизни и привлекательностью.

Эти первопроходцы вступили на путь, который ведет далеко в будущее. В более глобальном смысле их задача заключается в создании межпланетной цивилизации, которая будет управлять целой системой космических портов, позволяющих легко стартовать с планет с низкой гравитацией. Из этих портов люди отправятся в путешествие к дальним пределам Солнечной системы.

Когда пилотируемые корабли сядут на Марс – будь то в 2038 или даже в 2028 году, – это будет не просто великий момент в истории научных исследований. Марсианская колония станет настоящим страховым полисом для всего человечества. Ведь сегодня существует реальная угроза того, что род человеческий на Земле вымрет, и причиной тому может стать наша неспособность спасти от разрушения окружающую среду родной планеты и постоянно существующая возможность ядерной войны. Большую часть живых существ может стереть с лица земли столкновение с огромным астероидом, да и в любом случае наше расширяющееся Солнце в конце концов неизбежно поглотит Землю. Но задолго до того, как это случится, мы обязаны стать космической расой, способной расселиться не только на других планетах, но и в других звездных системах. Первые земляне, отправившиеся на Марс, станут главной надеждой на выживание для нашего вида. Их крошечная база вырастет в колонию, в которой, возможно, родится и начнет стремительно расти новая человеческая раса. Компания, разработавшая первый марсианский корабль, построит еще сотни таких же кораблей, необходимых для выполнения начальной задачи: в течение нескольких десятилетий создать на Марсе жизнеспособное население численностью 50 000 человек. Эти люди и их потомки сохранят совокупную мудрость и достижения человечества, даже если те, кто останется на Земле, не сумеют этого сделать или погибнут.

Печальная истина заключается в том, что технически полет на Марс реален уже по крайней мере три десятилетия. Мы могли бы отправить астронавтов на Красную планету примерно через десять лет после того, как “Аполлон-11” доставил первых людей на Луну. Почти все технологии, необходимые для путешествия на Марс, нам давно доступны. Мы просто отказались от использования этих возможностей.

История этой ошибки заслуживает того, чтобы в ней разобраться: одно-единственное решение одного президента США на многие десятилетия затормозило космические путешествия. Если бы не это, уже у двух поколений землян был бы перед глазами вдохновляющий пример поистине безграничных возможностей человечества. Подумать только, какой необыкновенной способностью мы могли бы овладеть за последние полвека – способностью путешествовать по всей Солнечной системе и за ее пределами.

Сегодня частные космические компании открывают нам новые пути к звездам. Возможно, страсть к познанию дальних рубежей, к путешествию в неизведанное встроена в нашу ДНК; неслучайно человек разумный около 60 000 лет назад начал выбираться из Африки, покоряя все новые горизонты, пока его домом не стал весь мир. Но эти исследования и путешествия вели в том числе к захвату уже населенных земель, разрушению иных культур и разграблению ресурсов.

Заселение Марса может начаться гораздо раньше, чем думает большинство из нас, и, возможно, это будет совершенно хаотический и не поддающийся регулированию процесс. В этой книге пойдет речь о потрясающих возможностях, которые открываются сейчас перед нами. Но эта книга также и предупреждение. Потенциальные возможности огромны, но и скрытых опасностей множество. Сейчас самое время задуматься об этом.

1. Das Marsprojekt

Когда Роберт Годдард в 1926 году поднял свою первую жидкотопливную ракету на небывалую высоту в сорок один фут, разве мог он предположить, что всего сто два года спустя мы посадим корабль на Марс? И все же путь от одного из этих событий к другому был на удивление простым и последовательным. Точно так же от первых четырех астронавтов, которые высадятся на Марсе в 2028 году, можно провести прямую линию в прошлое, во времена Второй мировой, к офицеру СС по имени Вернер фон Браун. Когда изделия фон Брауна, в основе конструкции которых лежали открытия Годдарда, смертельным дождем обрушились на Лондон, гений немецкого ракетчика стал очевиден для всех: именно он подарил Адольфу Гитлеру страшное оружие, потрясшее мир. Однако в 1948-м, всего через четыре года после того, как модернизированная ракета фон Брауна под названием “Фау-2” впервые пронеслась над Северным морем, тридцатишестилетний инженер вместе с группой своих коллег, немецких ракетчиков, уже находился на военной базе Форт-Блисс, штат Техас. Все они считались военнопленными.

Тот же отряд американских военных, который тайно вывез фон Брауна и его инженеров из Германии, охранял их на базе, которую они не могли покидать без сопровождения. Так что фон Брауну и его людям ничего не оставалось, кроме как передавать свои невероятные знания американцам, которые пытались построить межконтинентальную баллистическую ракету. Но очень часто им все же нечем было убить время. Поэтому бывший глава самой передовой ракетной программы в мире решил написать книгу на свою любимую тему – о космических путешествиях. Эта книга была опубликована только в 1952 году, да и то лишь на немецком языке, под названием Das Marsprojekt. Однако уже в следующем году издательство Университета штата Иллинойс выпустило “Марсианский проект” по-английски, и по сей день эта 91-страничная брошюра остается наиболее авторитетным руководством по космическим путешествиям из когда-либо написанных. Она до сих пор не устарела и по большей части все еще может служить полезной инструкцией в вопросе пилотируемого полета на Марс.

Размах фон Брауна поражает. Он рассказывает об экспедиции, состоящей из десяти космических кораблей. Семь из них будут пилотируемыми (на каждом полетят десять человек), еще три – грузовыми (они останутся на Марсе навсегда).

“Я считаю, что пора раз и навсегда избавиться от представления об одной-единственной космической ракете и маленьком отряде межпланетных авантюристов у нее на борту, – пишет фон Браун. – Этот жалкий одинокий космический термос никогда не сумеет вырваться из плена земного тяготения и устремиться к Марсу”.

Согласно плану фон Брауна, корабли предстояло строить на космической станции, находящейся на орбите Земли. Оборудование и материалы предполагалось доставить туда на сорока шести трехступенчатых многоразовых ракетах. Первые две ступени каждой такой ракеты должны были возвращаться обратно на Землю на парашютах, а третья – спланировать на крыльях. Идеи фон Брауна, высказанные в 1948 (!) году – именно тогда ученый сделал большую часть своих расчетов, – во многом предвосхитили программу космических челноков NASA, а также нынешние попытки компании Space Exploration Technologies (,SpaceX) построить орбитальную ракету многоразового использования, которую можно было бы заново заправить и снова запустить в течение двадцати четырех часов после приземления. В 1953 году фон Браун подсчитал, что для постройки и заправки десяти космических кораблей потребуется совершить 950 запусков транспортных ракет.

Немецкий инженер предложил использовать для межпланетного полета на Марс гомановскую траекторию – то есть половину эллиптической орбиты, которую можно использовать для перехода с орбиты Земли на орбиту Марса. Суть этого орбитального маневра заключается в том, что космический корабль, находящийся на орбите Земли, кратковременно включает двигатели и при помощи этого импульса разгоняется и переходит на более вытянутую эллиптическую орбиту, которая в определенной точке пересекается с орбитой Марса.

По гомановской траектории корабль будет двигаться по инерции, не расходуя топливо, пока не достигнет орбиты Марса. Затем с помощью второго импульса работы двигателя корабль разгонится еще раз и перейдет на эту орбиту. Этот маневр немного похож на прыжки Тарзана: тот использует длинную лиану, чтобы перелететь на дальнее дерево, а потом короткую, чтобы оказаться на нужной ветке. Для выполнения всех этих маневров требуется точно вычислить нужное положение Марса и Земли на орбитах.

Хорошее окно для старта к Марсу открывается примерно каждые двадцать пять месяцев, но полет по гомановской траектории хотя и экономичен, но тоже имеет свою цену – каждое такое путешествие занимает около восьми месяцев в одну сторону. Зато примерно каждые пятнадцать лет орбиты Марса и Земли оказываются в таком положении относительно друг друга, что расстояние между планетами значительно уменьшается. Следовательно, можно сократить и продолжительность полета.

Существуют и другие идеи полета на Марс с как можно меньшим количеством топлива на борту. Одна из схем предлагает, потратив сразу много топлива, спрямить маршрут, сделав его более коротким, чем эллиптическая гомановская траектория. Еще не испытанные (и по большей части существующие лишь в теории) реактивные системы, в основе которых – энергия ядерного синтеза или электроэнергия, полученная при помощи ядерного реактора, обещают сократить полет до неполных пятидесяти дней в один конец.

Если бы экспедиция фон Брауна состоялась, астронавтам пришлось бы провести на Марсе приблизительно четыреста дней, ожидая, когда Земля снова окажется в подходящем положении для того, чтобы они могли вернуться домой по гомановской орбите.

Брошюра Das Marsprojekt была написана задолго до того, как ученые обнаружили защищающий Землю радиационный пояс Ван Аллена, состоящий из высокоэнергичных частиц (подобный пояс у Марса отсутствует). В его время не были по-настоящему изучены последствия длительного нахождения в состоянии невесомости, не была рассчитана мощность солнечной радиации (фон Браун сделал расчеты только для космического излучения), не было точного представления о географии Красной планеты и о плотности ее атмосферы. Книга фон Брауна на десять лет опередила первый в мире орбитальный космический аппарат – советский “Спутник”, запущенный в 1957 году. В своем руководстве он признается, что не вычислял вероятность столкновения кораблей с метеорными телами, но вот о невесомости позаботился и набросал схему, согласно которой предполагалось соединить космическую флотилию тросами, а потом раскрутить на манер нескольких игрушек йо-йо, чтобы создать в системе искусственную гравитацию.

В 1965 году космический аппарат NASA “Маринер-4” пролетел рядом с Марсом и передал на землю два разочаровывающих факта: атмосфера на Марсе в десять раз менее плотная, чем предполагали ученые, то есть практически отсутствует, и вероятность, что там существует жизнь, ничтожно мала. Но фон Браун, как и многие земляне 1960-х годов, носился с мыслью об инопланетянах, живущих под поверхностью Марса в подземных садах. Он даже описал подобную цивилизацию в наивно-сентиментальной беллетризованной версии “Марсианского проекта” в 1949 году (эта версия книги была издана только в 2006-м). Для спуска с орбиты на поверхность Марса фон Браун хотел использовать небольшие космопланы (орбитальные самолеты). Как выяснилось гораздо позже, они не смогли бы летать в столь разреженной атмосфере, однако ученый предвидел, что можно ожидать самых неожиданных осложнений, и поэтому предложил несколько запасных стратегий и дублирующих функций. В частности, космопланы были сконструированы таким образом, что могли сбрасывать крылья.

Фон Браун подумал и о том, насколько психологически сложным будет столь долгий полет для астронавтов, запертых в ограниченном пространстве на протяжении нескольких месяцев или даже лет. Решить эту проблему он предлагал с помощью космических челноков, которые могли бы во время путешествия перевозить астронавтов и ресурсы с одного экспедиционного корабля на другой. Согласно расчетам ученого, на все время экспедиции каждому ее участнику должно было хватить 26 500 фунтов кислорода и 17 500 фунтов продовольствия. Каждый пассажирский корабль должен был нести на борту 29 000 фунтов питьевой воды, и у каждого такого корабля была предусмотрена система вторичной переработки технической воды и водяного пара.

В техническом приложении к книге особенно бросается в глаза невероятное количество топлива, необходимого для того, чтобы вырваться из могущественного плена земной гравитации. Флотилия фон Брауна, состоящая из десяти кораблей, должна была весить около 82 млн фунтов, из них 72 млн фунтов приходилось на ракетное топливо. По возвращении на Землю каждый корабль весил бы всего около одного процента от своей первоначальной массы.

“Марсианский проект” был воплощением невероятной дальновидности и бесспорного инженерного гения. К сожалению, и фон Браун, и Роберт Годдард настолько опередили свое время, что им пришлось стерпеть немало насмешек в СМИ, критики и нападок со стороны представителей власти, которые просто-напросто неспособны были их понять. Когда Годдард однажды заявил, что ракета в принципе способна достичь Луны, то это заявление появилось на первой полосе в The New York Times, но в редакционной колонке газетчики высмеяли его. Почти пять десятилетий спустя, через день после того, как “Аполлон-11” отправился на Луну, Times напечатала извинение за эти насмешки.

В начале 1950-х годов, когда фон Браун предложил детальный план путешествия на Марс, его идеи, должно быть, показались абсурдными всем без исключения – даже ученым и инженерам. Отправить тысячу ракет на околоземную орбиту? Построить на орбите десять гигантских межпланетных кораблей? Загрузить их десятками миллионов фунтов топлива, кислорода и продовольствия? Вы это серьезно?

Однако американскую общественность этот план, безусловно, заворожил. В 1954 году еженедельник Collier's опубликовал цикл из восьми статей о Марсе, в том числе и рассказ фон Брауна о том, как достичь Красной планеты.

Множество мечтателей задолго до фон Брауна задумывались о межпланетных путешествиях, но никто еще не предлагал столь конкретных схем и точных цифр. Мечта фон Брауна была подкреплена рассчитанными маршрутами, математическим обоснованием и техническими чертежами. Он даже вычислил возможную дату запуска (1965 год). Фон Браун был трезвым человеком, не склонным к абсурдным решениям, так что единственное различие между мечтами о Марсе и подготовкой полета на Марс заключалось в убежденности, что последний возможен.

Чтобы лучше понять значение “Марсианского проекта”, можно вспомнить вышедшую в 1985 году книгу Карла Сагана “Контакт”. В этом научно-фантастическом романе некая внеземная цивилизация посылает откуда-то из космоса сигнал с детальной технической инструкцией: как построить на Земле космический корабль, способный добраться до их неведомого мира. Для большинства землян в начале 1950-х годов фон Браун был чем-то вроде той самой инопланетной цивилизации: он подарил нам методическое пособие по путешествиям во Вселенной. Разница лишь в том, что Das Marsprojekt вовсе не был фантастикой.

К концу 1960-х годов фон Браун снискал настоящую славу: именно под его руководством была создана ракета-носитель “Сатурн-5”, которая доставляла на Луну астронавтов программы “Аполлон”. Во всеоружии своего положения и репутации он выступал в NASA и с трибуны Конгресса, убеждая ученых и политиков, что теперь Соединенным Штатам следует нацелиться на Красную планету. Его новый марсианский проект предусматривал отправку двух кораблей – одного грузового и одного пилотируемого – с ядерными двигателями. Всем, кто соглашался слушать, он рассказывал, что экспедицию на Марс можно будет запустить уже в 1980-х.

В отличие от подобных предложений, сделанных фон Брауном в прошлом, эта записка оказалась на столе президента США. Ричарду Никсону как раз предстояло решить, какая космическая программа должна прийти на смену “Аполлону”. И план фон Брауна проиграл программе "Космический челнок” (Space Shuttle) – в основном потому, что военные и разведка считали космические челноки чрезвычайно полезным инструментом для запуска и ремонта спутников-шпионов.

Хотя все действия NASA должны быть совершенно открытыми и публичными, в течение десяти лет – с 1982 по 1992 год – агентство запустило 11 секретных миссий на шаттлах. Многое в конструкции космических челноков было предопределено пожеланиями спецслужб и военных. Кроме того, Никсон решил свернуть производство ракет "Сатурн-5” – самых больших и лучших тяжелых ракет в истории космонавтики. Без этого мощного носителя у программы межпланетных путешествий не было будущего. Если бы Соединенные Штаты выбрали Марс, а не шаттлы, то сегодня у нас, скорее всего, была бы постоянная колония на Красной планете. Фон Браун, видя, что его планы не находят понимания в NASA, в 1972 году вышел в отставку.

С момента написания книги Das Marsprojekt прошло шестьдесят семь лет, но до сих пор для нас Марс – это всего лишь фотографии, сделанные аппаратом "Кьюриосити”. Этот марсоход размером с легковой автомобиль изучает поверхность Красной планеты с момента своей посадки в юн году. Если бы NASA и Никсон отнеслись к идеям фон Брауна с большей серьезностью, то сегодня марсоходы бороздили бы марсианские просторы с астронавтами за рулем.

Программа космических челноков положила начало затяжному периоду угасания и упадка космического проекта США, и этот упадок лишил NASA (а может быть, и весь американский народ) веры в свои силы, целеустремленности и воображения. На смену вдохновенным призывам “дотянуться до звезд” пришли однообразные трансляции выхода астронавтов в открытый космос, которые все равно никто не смотрел. NASA сосредоточилось на устаревшей идее орбитального самолета, который едва ли способствовал прогрессу космических путешествий, слишком часто терпел аварии и был совершенно не нужен в космосе, пока не построили Международную космическую станцию, к которой он мог бы пристыковаться. Последним жалким оправданием существования космических челноков была доставка астронавтов и грузов на эту станцию, которая и сама по себе представляет собой довольно бессмысленный кусок техники.

Сэр Мартин Рис, королевский астроном Великобритании и весьма уважаемый ученый, с трудом находит слова в защиту МКС: “Нет человека, который не понимал бы, что научные исследования, ведущиеся на космической станции, оправдывают лишь крошечную часть ее общей стоимости. Главной целью создания станции была поддержка пилотируемых программ и поиски ответа на вопрос, каким образом люди могут жить и работать в космосе. И в этой области наиболее многообещающим событием стало возникновение частных компаний, которые способны разрабатывать космические технологии, в том числе и ракеты, дешевле, чем это делают традиционные подрядчики NASA”.

Годы упадка Управления (а также тот факт, что оно заключает с подрядчиками контракты на условиях оплаты издержек и фиксированной прибыли) создали огромную нишу, в которую устремились предприниматели. Сто тридцать пять запусков космических челноков обошлись в среднем в 1,4 млрд долларов каждый. У кого-то должно получиться сделать то же самое лучше, быстрее и дешевле. И эти “кто-то” появились. Они и превратили мечту о путешествии на Марс в реальность.

2. Великая частная космическая гонка

Космические путешествия всегда считались исключительной прерогативой правительств, у которых хватает на это средств. Космические подразделения корпораций Boeing и Lockheed Martin, например, были основаны в значительной степени потому, что NASA и американские военные оказались готовы подписывать контракты с оплатой издержек и фиксированной прибылью. А затем, около тридцати лет назад, три студента Гарвардской школы бизнеса решили, что сумеют заработать на строительстве ракет и запуске спутников. Они создали стартап под названием Orbital Sciences Corporation и разработали уникальную трехступенчатую крылатую ракету, которую можно было подвесить под крыло модифицированного пассажирского лайнера. Ракету назвали “Пегас” (Pegasus). Лайнер поднял ракету на высоту сорока тысяч футов – по сути дела, задешево подтолкнул ее до орбиты. С тех пор “Пегас” летал сорок два раза, поставив невероятный рекорд надежности – лишь три раза запуск окончился неудачей. Компания Orbital Sciences Corporation успешно освоила нишу строительства и запуска частных ракет-носителей и спутников.

Сотни спутников и станций были построены и выведены на орбиту по заказу NASA, телекоммуникационных компаний и правительств разных стран, причем некоторые из этих спутников были запущены с помощью переделанных межконтинентальных баллистических ракет. В последние годы, благодаря сотрудничеству, консультациям и поддержке NASA, Orbital сконструировала новую ракету-носитель под названием “Антарес” (Antares) и космический корабль “Сигнус” (Sygnus), который успешно доставил груз на Международную космическую станцию, причем расходы составили лишь малую часть того, что пришлось бы потратить, будь этот груз доставлен с помощью шаттла. Компания получает прибыль, прошла процесс слияния с еще одним производителем космического оборудования и торгуется на Нью-Йоркской фондовой бирже под названием Orbital АТК.

Пока Orbital строила свой бизнес, инженер-ракетчик по имени Роберт Зубрин, работавший в компании Martin Marietta Materials, снова и снова задавал себе вопрос: почему же мы до сих пор не летим на Марс? Зубрин давно и серьезно размышлял о том, как можно сделать Красную планету пригодной для колонизации, и его расчеты вывели обсуждение этой темы на новый уровень серьезности. Зубрин, как в свое время и фон Браун, понял, что в нашем распоряжении уже имеются все необходимые технологии, и в своем проекте под названием “Прямо на Марс” (Mars Direct) изложил план экономичной и сравнительно несложной пилотируемой экспедиции. План понравился NASA, однако никаких конкретных действий не последовало; тогда Зубрин написал подробную работу под названием “Проблема Марса” (The Case for Mars) и в 1998 году учредил Марсианское общество для продвижения своей идеи.

Совсем недавно, в 2010 году, голландцы Бас Лансдорп и Арно Вилдерс основали некоммерческую организацию “Марс-Один” (Mars One), которая планирует начать полеты на Красную планету в один конец. По словам организаторов, первый полет корабля с четырьмя членами экипажа состоится в 2027 году (до этого на Марс будут доставлены грузы, жилые модули и марсоход). Предприятие будет организовано как реалити-шоу, и финансирование предполагается получить за счет продажи прав на трансляцию. Однако у организации не только нет ракеты и космического корабля: она лишь недавно подписала контракт с Lockheed Martin, по которому корпорация должна сделать принципиальную оценку осуществимости всего предприятия.

Еще один участник игры – американец Деннис Тито, первый космический турист в истории, купивший себе билет в космос за двадцать миллионов долларов. Тито основал некоммерческую организацию “Вдохновение – Марс” (Inspiration Mars), которая оптимистически планирует в 2018 году отправить к Марсу небольшой космический корабль с супружеской парой на борту (возможно, для этой цели будет использован корабль “Крю Дрэгон” (Crew Dragon), который компания SpaceX сейчас разрабатывает для пилотируемых полетов к Международной космической станции). Экспедиция не предполагает посадки на Марс, а лишь облет планеты, так что астронавты будут заключены в крошечной капсуле почти полтора года. Именно поэтому они должны быть мужем и женой: чтобы выдержать столь длительные лишения и одиночество, говорит Тито, “нужен кто-то, кого можно обнять”.

Старт экспедиции запланирован на 2018-й, потому что именно в этом году произойдет случающееся каждые пятнадцать лет сближение Марса и Земли. Благоприятное взаимное расположение планет позволит совершить путешествие туда и обратно за пятьсот один день с помощью всего одного импульса двигателя. После этого корабль большую часть времени будет лететь по инерции к Марсу, потом облетит вокруг планеты и отправится в обратный путь. Ракеты-носителя, которая способна была бы осуществить эту задачу, сегодня не существует.

В настоящее время NASA разрабатывает сверхтяжелый носитель под названием “Система космических запусков” (Space Launch System), первый запуск которого намечен как раз на 2018 год. Эта ракета могла бы отправить тяжелый космический корабль к Марсу, но маловероятно, что она будет использована таким образом.

Однако у Тито есть и запасной план: запустить корабль в юн году и совершить гравитационный маневр – облететь вокруг Венеры, чтобы гравитационное поле этой планеты ускорило корабль и направило его к Марсу.

Основатель Агпагоп Джефф Безос, один из основателей Google Ларри Пейдж, Пол Аллен из Microsoft, предприниматель и исследователь сэр Ричард Брэнсон – все они инвестируют миллионы, чтобы тем или иным образом принять участие в великой частной космической гонке. Пока что эти усилия по большей части столь же хаотичны, как первые попытки освоения Дикого Запада, но на этот раз фронтир – это космос.

И хотя в частных проектах пилотируемых полетов на Марс недостатка нет, лишь одна компания способна в настоящее время дать реалистическое обещание доставить людей во плоти на Красную планету до того, как этим наконец займется NASA.

Точно так же как от “Аполлона-11” можно протянуть ниточку в прошлое, к Вернеру фон Брауну, так и космический корабль с четырьмя астронавтами, который приземлится на Марсе в 2028 году, можно соединить прямой линией с предпринимателем Илоном Маском. Потому что на опустившемся на поверхность Красной планеты аппарате будет стоять логотип компании SpaceX.

По всей видимости, Илон Маек – самый дальновидный предприниматель нашего времени. Через семь лет после того, как он бросил докторантуру по прикладной физике в Стэнфордском университете, Маек продал свои доли в компаниях PayPal и Zip2, в которых был соучредителем. Выручив в результате, как сообщалось, 324 миллиона долларов, он вложил эти деньги в свою новую компанию “Технологии космической дальней разведки”

(Space Exploration Technologies или просто SpaceX), а затем основал компанию Tesla Motors, которая призвана произвести революцию в мире автомобильного транспорта. Маек – убежденный сторонник защиты окружающей среды и использования энергии Солнца: его “Теслы” могут в буквальном смысле слова ездить на солнечном свете. В 2013 году Маек предложил проект уникальной скоростной транспортной системы – вакуумной трубы под названием “Гиперпетля” (Hyperloop), который он объявил общественным достоянием. Гиперпетля, протянутая от Лос-Анджелеса до Сан-Франциско, могла бы сократить время в пути между этими городами до получаса.

Маек основал свою SpaceX именно в тот момент, когда казалось, что NASA окончательно стало бесполезным. Он, как и фон Браун, иммигрант – но на этот раз из Южной Африки через Канаду. Как и фон Браун, Маек – перфекционист, убежденный в правильности своей идеи и готовый претворить ее в жизнь. Как и в случае с фон Брауном, никто, кажется, не понимает, насколько серьезен Маек, когда он говорит о том, что мы просто обязаны добраться до Марса. Вопреки всем скептикам и невзирая на все трудности, ему удалось сделать невозможное: найти достаточный капитал, чтобы финансировать SpaceX, держать компанию на плаву и двигаться вперед даже после того, как первые три его ракеты взорвались. Попутно Маек поставил воистину революционный вопрос: а зачем вообще нужна помощь NASA в деле подготовки полета на Марс?

Существует одна-единственная цель, ради которой Маек основал свою собственную компанию. “SpaceX была создана, чтобы ускорить разработку ракетной техники, способной обеспечить основание жизнеспособной и самостоятельной базы на Марсе”, – говорил он в мае 2014 года. Давайте остановимся на секунду и еще раз внимательно прочтем название компании Маска – “Технологии космической дальней разведки”. Обратите внимание на слова “дальняя разведка”. Как в свое время и фон Браун, Маек влюблен в идею человечества как межпланетной цивилизации. Он прекрасно знает, что Земля не вечно будет обитаемой, и его, кажется, чрезвычайно печалит наша неготовность признать, что мы творим с окружающей средой ужасные вещи. Он постоянно помнит один простой факт: человечество не выживет, если не вырвется за пределы Земли. Этот ракетчик появился как нельзя более кстати. С 1969 года, когда Нил Армстронг поставил ногу на поверхность Луны, до 2002-го, когда Маек основал SpaceX, технологии межпланетных путешествий практически не развивались.

В 1966 году бюджет NASA составлял более чем 4 % от федерального бюджета США. Сегодня этот показатель опустился примерно до 0,5 %. Но с тех пор как на сцену вышел Маек, мы со скоростью света двинулись к новым техническим решениям, которые позволят доставить человека на Красную планету в течение ближайших десяти лет и, возможно, основать там колонию, которая просуществует многие тысячелетия. Невозможно точно обозначить момент, когда NASA наконец-то проснулось и почуяло запах красной пыли, но когда в мае 2012 года первая капсула Маска под названием “Дрэгон” успешно достигла космической станции, сразу же стало очевидно, что частная компания умеет делать то же, что и NASA, – и, возможно, умеет делать это лучше.

3. Ракеты – штука хитрая

Недавно, когда одна из его ракет взорвалась прямо над стартовой площадкой, Маек написал саркастический твит: “Ракеты – штука хитрая”. Он прав: примерно две трети всех попыток доставить зонды на Марс потерпели неудачу.

Случайный наблюдатель мог бы задаться вопросом: почему добраться до Марса так трудно, ведь путешествие на Луну более пятидесяти лет назад казалось делом сравнительно несложным? Ответ – расстояние. Разница в дистанциях огромна. Луна, в зависимости от своего положения на орбите, находится примерно в 240–250 тыс. миль от Земли, однако Марс может находиться в тысячу раз дальше. В 2003 году Марс и Земля оказались друг к другу ближе, чем когда-либо за последние пятьдесят тысяч лет, – расстояние между ними составило приблизительно 35 миллионов миль.

Но поскольку земной год (то есть период обращения Земли вокруг Солнца) составляет 365 суток, а Марса –687 земных суток, то две планеты временами отплывают очень далеко одна от другой и даже оказываются по разные стороны Солнца. Тогда это и в самом деле очень далеко – около 250 миллионов миль. Таким образом, Марс может находиться от нас и в сто сорок, и в тысячу раз дальше, чем Луна.

До Луны и обратно можно слетать за шесть дней. Собственно, с тем ускорением, которое обеспечивала ракета “Сатурн-5”, можно было бы обернуться и за день, но при этом скорость корабля была бы такой, что он просто просвистел бы мимо Луны и слабое гравитационное поле нашего спутника не успело бы удержать его. Если использовать гомановскую траекторию, как это предложил фон Браун в своем “Марсианском проекте”, то даже при гораздо большей скорости, чем у лунных кораблей программы “Аполлон”, нам все равно придется лететь примерно в тысячу раз дольше, чем до Луны. И все это потому, что мы просто-напросто не можем взять с собой такое количество топлива, чтобы его хватило для импульса, способного направить нас к Марсу по прямой линии. Без неограниченного источника дешевой энергии мы обречены вечно перемещаться по орбитам каких-либо тел в Солнечной системе, так что все наши траектории будут искривленными. И в ближайшие двадцать лет никаких принципиально новых сокращенных траекторий, которые могли бы привести нас на Марс существенно быстрее, чем за двести пятьдесят суток, не предвидится (хотя SpaceX сейчас разрабатывает более мощные и более эффективные ракетные двигатели, которые смогут заметно сократить путешествие).

Даже самые первые, более простые и прямолинейные экспедиции к Марсу, когда космический зонд должен был всего лишь пролететь мимо Красной планеты, регулярно оканчивались неудачами. Более сложные миссии, где целью был облет Марса, а тем более посадка на него, продемонстрировали всю смехотворность наших познаний в космической технике.

Советский Союз полной чашей хлебнул проблем с Марсом. Первым земным объектом, достигшим поверхности Марса, стал спускаемый аппарат советской автоматической станции “Марс-2”: он разбился при посадке в ноябре 1971 года. Запущенный чуть раньше “Космос-419” вышел на земную орбиту, однако не смог перейти на траекторию полета к Марсу.

Месяц спустя спускаемый аппарат станции “Марс-3” совершил успешную посадку на Марс, однако уже через пятнадцать секунд перестал посылать сигналы.

У “Марса-4” возникли неполадки с навигационной системой, и он пролетел мимо планеты. “Марс-5” стал самым успешным советским зондом. Он вышел на эллиптическую орбиту вокруг Красной планеты в феврале 1974 года и за двадцать два оборота сделал около шестидесяти фотографий, но потом вышел из строя. “Марс-6” вышел на марсианскую орбиту в марте 1974 года и отправил к планете посадочный модуль, который разбился о поверхность. Прежде чем замолчать, он примерно четыре минуты передавал данные об атмосфере Марса, однако большую часть информации расшифровать не удалось из-за отказа компьютерного чипа. Станция “Марс-7” запустила посадочный модуль на четыре часа раньше положенного срока, и он и вовсе промазал мимо планеты. В самом начале марсианской программы у Советского Союза было еще несколько неудачных миссий, провалом закончились и более поздние. В 1996 году Российское космическое агентство попыталось отправить в космос автоматическую станцию “Марс-96”, однако аппарат не смог выйти на траекторию и через несколько часов после запуска снова вошел в атмосферу и разрушился над Тихим океаном. Еще один неудачный запуск состоялся в 2011 году, и с тех пор Россия, кажется, решила больше не испытывать судьбу.

Огромной помехой для успешной посадки зонда на Марс является то обстоятельство, что радиосигнал очень долго добирается с Земли до Красной планеты и обратно. Когда Земля и Марс находятся друг от друга на максимальном удалении, сигналу требуется двадцать одна минута, чтобы достичь космического корабля, а потом еще столько же, чтобы вернуться от него на Землю. Поэтому беспилотному космическому аппарату необходим искусственный интеллект, который мог бы быстро принимать решения в чрезвычайных ситуациях, ведь на то, чтобы “позвонить домой” и попросить помощи, нет времени.

Однако все неудачи прошлого оказались вытеснены на периферию нашей памяти после того, как NASA удалось посадить на Марс аппараты “Спирит” (Spirit) и “Оппортьюнити” (Opportunity). В последнее время успехи марсохода “Кьюриосити” (Curiosity) отвлекли наше внимание от этих двух аппаратов, тем не менее “Оппортьюнити” по-прежнему активно изучает Марс после более чем десяти лет работы. Что касается “Кьюриосити”, то в 2014 году этот марсоход завершил свой первый марсианский год (почти два земных года) работы и только-только приступает к выполнению своей миссии в полном объеме. И все же расстояния, которые удалось покрыть этим машинам на Марсе, не особенно впечатляют. “Оппортьюнити” с 2004 года прошел приблизительно 25 миль, “Кьюриосити” – немногим больше пяти.

Так или иначе, успех “Кьюриосити” доказывает, что доставлять с Земли на Марс относительно большие грузы вполне возможно, а это делает более реалистичной не только идею пилотируемого полета, но и грузовых рейсов для восполнения ресурсов. Подставить в уравнение на место полезного груза вроде “Кьюриосити” человеческий груз – это всего лишь вопрос увеличения масштаба, частоты грузовых полетов и количества кислорода. Сейчас SpaceX дорабатывает космический грузовик “Дрэгон”, делая из него пилотируемый корабль с экипажем из семи человек, который, как ожидалось, мог полететь к Международной космической станции уже в 2016 году (хотя недавно Маек заявил, что “наиболее реалистичный срок, когда мы впервые отправим человека в космос, – 2017-й”). Он шутит, что безбилетный пассажир, пробравшийся на используемый сегодня “Дрэгон” (с помощью этого аппарата доставляются грузы на МКС), вполне смог бы пережить полет, поскольку корабль частично герметизирован – он с самого начала разрабатывался с учетом того, чтобы его легко было приспособить для транспортировки астронавтов, а не груза.

В настоящее время, в отсутствие шаттлов, единственный корабль, способный доставить астронавтов на орбитальную станцию и обратно, – это российский “Союз”. Он был сконструирован в 1966 году и вместе с одноименной ракетой-носителем показал себя самой надежной космической системой в истории. Как мы знаем из фильма “Гравитация”, один “Союз” постоянно пристыкован к Международной космической станции в качестве эвакуационного аппарата на случай чрезвычайной ситуации. Россия берет за доставку одного астронавта на МКС больше 50 млн долларов. SpaceX тоже хочет в этот бизнес.

В конце 2014 года NASA с помощью носителя “Дельта IV” вывело свой новый экспериментальный корабль “Орион” на орбиту на высоте приблизительно 3600 миль над поверхностью Земли. “Орион” способен доставить до шести астронавтов на Международную космическую станцию и четверых – на Луну и дальше. Мощная ракета-носитель, специально разработанная для “Ориона”, должна вступить в строй в 2018 году. “Орион” очень напоминает капсулу “Аполлона”, и похоже, это не более чем новое, усовершенствованное поколение лунного корабля 1960-х. Илон Маек говорит, что ему неизвестно ни о каких особенностях конструкции “Ориона”, которые делают этот корабль чем-то большим, чем просто увеличенная версия “Аполлона”. Однако специалисты NASA защищают свое решение, напоминая, что проверенная конструкция позволит снизить риски.

“Орион” был разработан для исследований Луны и возможной посадки на астероид в 2020-х годах. До самого недавнего времени NASA с примечательной настороженностью относилось к самой идее пилотируемой экспедиции на Марс. Теперь Управление смутно намекает, что Марс станет конечной целью “Ориона”, однако пока не говорит ничего определенного о сроках, за исключением того, что экспедиция на Марс “может состояться в 2030-х годах”. NASA всегда считало, что сначала надо построить базу на Луне и набраться опыта, прежде чем пытаться освоить Марс. При тех темпах, с которыми конструируется и испытывается “Орион”, у Маска (и, быть может, у других частных ракетчиков) есть все шансы достичь Марса задолго до того, как это сделает NASA.

Так или иначе, параллельная разработка сразу двух космических аппаратов, в принципе способных доставить человека на Марс – “Дрэгона” SpaceX и “Ориона” NASA, – позволяет уверенно ответить на вопрос, повисший в воздухе со времен “Марсианского проекта” Вернера фон Брауна: можем ли мы добраться до Марса? Ответ: да. Теперь самое время задать новый вопрос: а сможем ли мы жить на Марсе? Ответ на этот вопрос – тоже “да”, но жизнь на Марсе, как сказал бы Илон Маек, “штука хитрая”.

4. Главные вопросы

В настоящий момент – притом что до прибытия человека на Марс остается меньше двух десятилетий, – скептиков остается еще немало. Люди из космического бизнеса обычно говорят, что сначала лучше бы отправиться на Луну, чтобы создать там тренировочную базу, и что процесс превращения Марса в среду, где мог бы жить человек, таит в себе такое количество проблем, что их просто невозможно охватить рассудком. Действительно, высадка на Марс будет связана с огромными сложностями. Что ж, давайте кратко остановимся на некоторых наиболее распространенных вопросах, которые возникают при обсуждении этой темы.

Может ли небольшая группа людей в течение девяти месяцев путешествовать совместно в очень ограниченном пространстве и в условиях значительного стресса и при этом не поубивать друг друга? Ответим вопросом на вопрос: а разве опыт подводников времен Второй мировой не годится в качестве ответа? Кроме того, наши познания в человеческой психологии сегодня настолько продвинулись, что правильный подбор участников экспедиции на Марс не представляет никакой проблемы. Мы отлично научились отбирать кандидатов для работы пилотами коммерческих рейсов или для службы в спецназе или на других важных позициях, которые одновременно требуют сообразительности, уравновешенности и стрессоустойчивости. Специалист по космическим системам Анжело Вермюлен, возглавлявший команду астронавтов во время четырехмесячной имитации жизни на марсианской станции на Гавайях, считает, что подбор экипажа – это главное: “Требуются не только соответствующие навыки, но также психологическая совместимость. Вы сможете быстро понять, будут ли проблемы, просто поселив людей вместе на неделю и дав им сложное задание. Если возникают трудности, вы обычно сразу их замечаете. Никаких гарантий на столь длительный срок дать нельзя, но начинать в любом случае нужно с экипажем, состоящим из неунывающих людей, которым нравится работать вместе”.

Кто будет за все это платить? Ведь стоимость полета на Марс оценивается в 5 млрд долларов, а создание небольшой базы – в 30 млрд… Илон Маек уже ответил на этот вопрос и подкрепил свои слова своими деньгами. Он заявил, что SpaceX не станет публичной компанией, пока не взлетит предназначенная для полета на Марс новая ракета-носитель. Эта ракета будет даже больше, чем “Фэлкон Хэви” (Falcon Heavy) – перспективная тяжелая ракета SpaceX, первый полет которой намечен на конец 2015 или начало 2016 года. Двадцать семь двигателей обеспечат “Фэлкон Хэви” по меньшей мере в три раза большую тягу, чем ныне существующая ракета “Фэлкон-9”. Другими словами, Маек не хочет ставить компанию в зависимость от акционеров, жаждущих дивидендов, пока не будет полностью уверен, что он сможет добраться до Марса. “Первая миссия будет очень дорогой”, – признает Маек, однако он рассчитывает, что в дальнейшем полеты будут финансироваться в основном людьми, которые сами хотят стать колонистами. Как писал фон Браун, стоимость полета на Марс составляет не более чем “крошечную долю национального оборонного бюджета”.

Можем ли мы обеспечить экспедиции хотя бы 95-процентную вероятность успеха? Задайте этот вопрос режиссеру и исследователю Джеймсу Кэмерону, который недавно установил в Марианской впадине мировой рекорд одиночного глубоководного погружения. Кэмерон не устает подчеркивать, что если создатели техники повышенного риска тщательно и продуманно решают все известные и очевидные проблемы, то неизбежно возникающие непредвиденные проблемы тоже, скорее всего, можно будет решить.

Не распадутся ли тела астронавтов из-за длительного нахождения в невесомости? Это по-прежнему серьезная проблема, но относительно простая идея фон Брауна – связать корабли вместе и раскрутить их, чтобы создать искусственную гравитацию, – все еще кажется подходящей для путешествия на Марс. Космический корабль можно сконструировать в форме вращающегося колеса и обеспечить гравитацию механически. Но не будем забывать, что время полета на Марс составляет всего на два месяца больше, чем средний срок пребывания астронавтов на Международной космической станции.

В марте 2015-го американский астронавт Скотт Келли и российский летчик-космонавт Михаил Корниенко отправились на МКС на целый год, и в результате этой экспедиции мы больше узнаем о долгосрочном эффекте невесомости. В общем и целом гравитация на Марсе составляет чуть более трети от земной, однако ученые предполагают, что этого может быть вполне достаточно для жизни. Кроме того, недавние исследования показали, что многие виды способны адаптироваться к переменам гораздо быстрее, чем считалось ранее. Возможно, марсианская колония сумеет полностью приспособиться к низкой гравитации уже через несколько поколений.

А что, если астронавты заболеют? Путешественники, которые покоряют высочайшие вершины и совершают кругосветные плавания, давно знают, что в составе экспедиции должен быть человек, умеющий оказывать неотложную медицинскую помощь. Однако моряки, в одиночку совершающие кругосветные плавания, показали, что в наши дни подавляющее большинство проблем можно легко решить с помощью хорошо укомплектованной аптечки и некоторых навыков. И все же космический корабль – это не яхта в океане, и кто-то из астронавтов вполне может заболеть и умереть.

А как насчет радиации? Это по-прежнему одна из главных страшилок. Самая опасная солнечная радиация – результат вспышек на Солнце и связанных с ними коронарных выбросов массы. У нас нет технологий, которые могут устранить солнечное и космическое излучение, но мы можем предусмотреть в межпланетных кораблях специальные защищенные пространства на случай солнечных вспышек и предупреждать астронавтов о том, что им следует укрыться в этих помещениях до тех пор, пока выброс не закончится. Есть и другие способы отразить или поглотить излучение. Маек предложил изолировать внутренние помещения корабля водяной оболочкой. Тем не менее в пути астронавты неизбежно будут получать такие дозы радиации, каких никогда не допускают на Земле. NASA сейчас изучает возможность увеличения допустимой дозы радиации для астронавтов, чтобы разработать соответствующие эксплуатационные нормативы для полета на Марс. А добравшись до Марса, где разреженная атмосфера очень слабо защищает от радиации и где нет ни магнитосферы, ни радиационного пояса, колонисты будут вынуждены большую часть своего времени проводить в экранированных помещениях или под землей.

По мере того как строительство корабля для полета на Марс начнется всерьез, могут возникнуть другие важные вопросы, и на них придется найти новые ответы.

5. Марсианская экономика

Если добираться до Марса окажется слишком дорого, то в результате там никто никогда не поселится. Стоит отметить, что, по мнению Маска, жизнеспособность колонии на Марсе будет в первую очередь зависеть от размера базовых расходов, а не от многочисленных сложностей окружающей среды, таких как отсутствие воздуха, опасное излучение и неясность с доступностью воды.

В конце юн года Маек прочел в Королевском обществе аэронавтики в Лондоне лекцию о ракетной технике – в частности, о том, как многоразовые ракеты, предложенные фон Брауном еще в 1952 году, кардинально изменят экономику космических путешествий и станут определяющим аргументом в дискуссии о том, смогут ли люди жить на Марсе.

Отметив, что запуск ракеты “Фэлкон-9” в наши дни стоит примерно 60 млн долларов (причем стоимость ракетного топлива составляет только 0,3 % от этой суммы), Маек сказал: “Таким образом, если мы сможем использовать одну и ту же ракету тысячу раз, то капитальные затраты снизятся с 60 миллионов до 60 тысяч за один запуск. Очевидно, что разница огромна”. Ракета “Фэлкон-9” недостаточно велика, чтобы доставить на Марс хотя бы одного космонавта, но Маек хотел подчеркнуть, какую невероятную экономию обещают ракеты многократного использования, – и этот фактор станет еще во много раз важнее, когда речь пойдет о гигантской ракете, требующейся для полета на Марс. Если же повторное использование ракет-носителей наладить не удастся, то, по словам Маска, о полетах на Марс придется забыть:

“Думаю, мы просто-напросто не сможем себе этого позволить, потому что речь идет о разнице между 0,5 % ВВП и целым ВВП. Мне кажется, большинство людей, даже если они не собираются лететь сами, согласятся, что если на создание жизнеспособной цивилизации на другой планете уйдет примерно от четверти до половины процента ВВП, то дело, пожалуй, того стоит. Это своего рода коллективное страхование всей жизни на Земле, причем сумма страхового взноса кажется разумной, и к тому же это приключение, за которым интересно будет наблюдать, даже если вы в нем не участвуете. Это в точности то же самое, что с полетом людей на Луну, – фактически летали немногие, но в определенном смысле, опосредованно мы все там побывали. Думаю, большинство из нас скажут, что это было правильно. Если попросить людей оглянуться назад и сказать, что хорошего произошло в XX веке, то высадка на Луне окажется где-то в самых верхних строчках рейтинга. Поэтому я думаю, что это [полет на Марс] станет важным и ценным событием даже для тех, кто сам никуда не полетит”.

Отвечая на вопросы после лекции, Маек время от времени вел себя так, словно он генеральный директор успешной авиакомпании, а вовсе не стартапа, занимающегося разработкой ракет-носителей. Исходя из того, что если цена полета на Марс будет приемлемой, то отправиться на Красную планету захотят очень многие, Маек предположил, что SpaceX сможет зарабатывать, продавая билеты в один конец по 500 000 долларов каждый. Недавно он добавил, что “возможно, получится и чуть дешевле, чем полмиллиона, но примерно в этих пределах”.

Вот как Маек представляет себе типичного марсианского колониста: это мужчина или женщина слегка за сорок, представители среднего класса, владельцы дома стоимостью примерно 500 000 долларов. Возможно, он или она терпеть не может свою работу и решает продать все, чтобы купить у SpaceX билет в один конец, и при этом останется достаточно денег, чтобы основать на Красной планете какое-то небольшое собственное дело:

“Безусловно, некоторое количество денег придется потратить на создание базы на Марсе. Проще говоря, заложить основы. Назовем это затратами на введение в эксплуатацию. То же самое было и с английскими колониями. Чтобы раскачаться, потребовались весьма значительные расходы. Вам бы вряд ли понравилось быть колонистом в Джеймстауне. В первое время там было совсем невесело. Потребовалось немало усилий, чтобы возвести фундамент, на котором потом уже начали строить дальнейшее хозяйство. Так что потребуются вложения, и на это нужно будет собрать средства. Но как только начнутся регулярные рейсы, тут-то и нужно будет снизить цену на переселение до полумиллиона долларов, потому что тогда, думаю, желающих найдется достаточно – они смогут продать все свое имущество на Земле и переехать на Марс – и тогда это станет приемлемым бизнесом. Покупателей для этого нужно не так уж много. На Земле живет семь миллиардов человек (вероятно, к концу нашего столетия будет около восьми), и мир в целом становится богаче, так что думаю, если всего один человек из десяти тысяч решит лететь, этого будет достаточно. Да хотя бы один из ста тысяч”.

Эта последняя цифра в подсчетах Маска (один из ста тысяч, решивший быть первопроходцем) предполагает, что население марсианской колонии составит примерно восемьдесят тысяч человек – как в небольшом городе на Земле. Такая идея может показаться неудержимо оптимистичной, но, отвечая после лекции на вопросы из зала, Маек сказал: “Прогнозы вообще штука хитрая. Если бы вы спросили кого угодно на заре авиации: “Каков ваш прогноз развития рынка аэропланов?”, то любой из этих прогнозов был бы невероятно далек от реальности. И скорее всего, все эти прогнозы были бы недостаточно оптимистичными, понимаете? Пожалуй, даже наиболее оптимистичное мнение показалось бы нам сегодня верхом пессимизма”.

На самом деле Маек рассчитывает, что в марсианской колонии будет гораздо больше жителей: ведь в каждое космическое путешествие отправится до 80 тысяч человек. “Система, которую мы строим, не нацелена на то, чтобы отправить на Марс лишь горстку людей, – объясняет он мне в интервью. – Мы разрабатываем транспортную систему, предназначенную для колонизации Марса, нечто такое, что, однажды доведенное до конца, будет способно обеспечивать существование самоподдерживающейся колонии на Марсе. Это очень большая система, и мы поставили себе цель завершить первый этап ее создания до 2030 года. Затем в 2030–2050 годах у нас состоится десять орбитальных синхронизаций… и это значит, что в течение двадцати лет на Марсе окажутся от сорока до пятидесяти тысяч человек”.

Маек рассказывает, что у ракеты “Марс Колонайзер” (Mars Colonizer), которую сейчас разрабатывает SpaceX, будет только две ступени: “Во-первых, разгонный блок, необходимый для того, чтобы преодолеть земное притяжение, а во-вторых, интегрированный верхний блок – одновременно вторая ступень и космический корабль.

У системы “Фэлкон-9” вторая ступень и космический корабль – это отдельные блоки, но у “Колонайзера” они будут интегрированы. Разгонный блок поднимет ракету до половины пути к земной орбите, затем вторая ступень проделает оставшуюся половину пути. И нам нужен будет орбитальный танкер, который пополнит запас топлива”.

Сразу множество таких ракет соберется на орбите Земли. Маек называет их “флотилией”: “Если вы хотите основать колонию, вам придется посылать на Марс много кораблей одновременно. Оптимальный график – отправлять такую флотилию каждые два года, и каждый раз все корабли флотилии должны взлететь в течение одного или двух дней”.

В самом первом путешествии примут участие только один или два корабля, уточняет Маек, “но в конце концов это будут сотни или даже тысячи кораблей. Если вы хотите основать колонию с миллионным населением, то вы просто вынуждены прийти к такому решению.

Я хочу сказать, что 80 000 человек будут одновременно прибывать на Марс каждые два года”.

Маек усматривает здесь поразительное сходство с британской колонизацией Америки. “Это совершенно то же самое, – говорит он. – На скольких кораблях прибыли в Америку самые первые колонисты? На одном. А теперь давайте перенесемся на две сотни лет вперед: сколько кораблей ежегодно отправлялись через океан? Тысячи. У них была вера в Новый Свет и надежда на него. И с Марсом будет то же самое”.

Маек убежден, что миллионы людей в конце концов захотят отправиться на Марс, и число подписчиков в таких проектах, как “Марс-Один”, показывает, что он, возможно, в самом деле прав. Но он вовсе не хочет становиться этаким гамельнским крысоловом: “Важно не то, чего хочу я, а то, чего хотят люди. И я не знаю, чего они будет хотеть, я не знаю, в каком состоянии будет наш мир и что будет к этому времени со SpaceX”. Но, добавляет Маек, система, которую он строит, будет способна доставить людей на Марс, если они захотят этого: “Я надеюсь, что на орбитальную синхронизацию в 2050 году или около того соберутся десятки тысяч”, – говорит он.

Но давайте вернемся немного назад. Еще до того, как на Красную планету прибудут первые колонисты, кому-то придется стать по-настоящему первым.

Согласно различным проектам марсианских миссий (эти проекты разрабатывал не Маек), прежде чем кто-то высадится на Марсе с намерением остаться здесь надолго, нужно предварительно выполнить два условия: разведать подходящее место для посадки и устройства базы и доставить с Земли огромное количество ресурсов. Согласно идеальному сценарию, на грузовиках, которые прилетят заранее, до начала пилотируемых полетов, прибудут роботы, которые возведут и будут поддерживать в рабочем состоянии элементы жилой оболочки.

Проект “Марс-Один” предлагает один из таких сценариев: оболочку из привезенных модулей будут собирать роботы-марсоходы. С технической точки зрения посадка нескольких грузовых судов, настройка строительных роботов и механических инструментов, перемещение грузов и самих кораблей, соединение их посредством надувных модулей – задача чрезвычайно сложная, но, вне всякого сомнения, выполнимая. Однако проделать все это уже в 2025 году, как предлагает “Марс-Один”, кажется делом по меньшей мере маловероятным.

Проект “Марс-Один”, насколько можно понять, рассчитан на использование капсул “Крю Дрэгон” производства SpaceX. Эти корабли должны уже в 2017 году доставить астронавтов на МКС. Кроме того, “Марс-Один” вроде бы имеет виды и на тяжелую ракету “Фэлкон Хэви”, которая уже несколько лет находится в разработке у той же компании. Это комбинированный носитель, состоящий из стандартной ракеты SpaceX “Фэлкон-9”, усиленной двумя дополнительными ускорителями от первой ступени той же ракеты. “Фэлкон Хэви” сможет развивать тягу в 4,5 млн фунтов – в четыре раза больше, чем ее более легкая предшественница, – и станет самой мощной из существующих ракет-носителей (хотя по грузоподъемности она по-прежнему в два раза уступает ракете фон Брауна “Сатурн-5”, которая доставила космический корабль “Аполлон” на Луну). SpaceX уже несколько лет собирает заказы на коммерческие запуски ракеты, однако ее испытательные полеты пока откладываются. В 2011 году NASA подготовило проспект проекта “Ред Дрэгон” (Red Dragon) – тренировочного полета, в котором должны были быть задействованы ракета-носитель “Фэлкон Хэви” и космический корабль “Дрэгон”, однако миссия так и не была утверждена.

План-график, опубликованный на сайте mars-one. com, предполагает, что первый грузовой корабль отправится на Марс в 2022 году, а затем, начиная с 2024-го, на Красную планету каждые два года будут прибывать по четыре человека. На главной странице сайта сейчас изображены шесть капсул, напоминающих корабли “Дрэгон”; они аккуратно выстроились на поверхности Марса и соединены одна с другой трубчатыми переходами. По сути дела, это та самая стратегия, которую уже многие годы пропагандируют такие энтузиасты, как Зубрин, основатель Марсианского общества.

Успех плана в определяющей степени зависит от того, удастся ли проекту “Марс-Один” наладить плотное сотрудничество со SpaceX. На сайте проекта говорится, что представители “Марс-Один” “посетили” SpaceX и получили письмо о заинтересованности. Однако никакой сделки между “Марс-Один” и SpaceX заключено не было, а Маек сомневается, что “Фэлкон Хэви” может быть использована для полета на Марс. Его “Колонайзер” “будет развивать тягу в три раза больше, чем “Фэлкон Хэви”, и в три раза больше, чем “Сатурн-5”». Между тем и на космический корабль “Дрэгон”, и на ракету “Фэлкон Хэви” наверняка найдется много более важных заказчиков, которые оставят “Марс-Один” ни с чем. К середине 2014 года проект “Марс-Один” собрал пожертвований примерно на шестьсот тысяч долларов. Эта сумма составляет меньше 1% от стоимости запуска космического корабля “Дракон” на низкую околоземную орбиту с помощью обычной ракеты “Фэлкон-9”. “Марс-Один” берет плату с претендентов на вакансию астронавта, что даст компании еще несколько миллионов долларов. Он также хочет заполучить права на телетрансляцию, логично предполагая, что путешествие на Марс может стать самым популярным реалити-шоу всех времен. В любом случае “Марс-Один” еще нескоро сумеет собрать шесть миллиардов долларов – эта сумма, по словам генерального директора компании Баса Лансдорпа, необходима для одного лишь первого пилотируемого полета.

Пока что создается ощущение, что проект “Марс-Один” – это всего лишь группа оптимистов, которые очень хотят колонизировать Марс, однако еще не подкрепили свои порывы финансовыми гарантиями. Предложения других участников марсианской гонки выглядят столь же расплывчато.

С другой стороны, когда Илон Маек – тоже раскрывший не слишком много конкретных деталей своего плана – рассказывает, как SpaceX доставит людей на Марс и как там будет построен марсианский город на восемьдесят тысяч жителей (притом что большинство конкурентов не рискуют рисовать столь смелые картины), в это почему-то веришь. Возможно, потому что он уже и раньше совершал невозможное. Во-первых, Маек совершил настоящий переворот в насчитывающей уже по лет автомобильной промышленности, став сооснователем компании Tesla Motors. Поначалу многие смеялись над первыми шагами “Теслы”, настаивая на том, что эра электрических автомобилей наступит не раньше, чем еще через полвека. Однако прошло лишь два года с того момента, как на рынке появилась модель S, а по дорогам разъезжает уже больше шестидесяти тысяч машин этой марки, и владелец “Теслы” легко может проехать хоть от одного побережья до другого, хоть вдоль любого из них, бесплатно заряжая аккумуляторы на одной из 174 фирменных “заправок” (данные Tesla Motors). Разместив на крыше своего дома солнечные батареи, вы сможете ездить на энергии солнца. Повсюду в торговых центрах и на автостоянках вдруг появились зарядные станции для электромобилей, причем часто – бесплатные. Популярность автомобилей “Тесла” не подает никаких признаков снижения, и Маек готовится к 2020 году начать выпускать по пятьсот тысяч машин ежегодно. Автомобильные компании, в том числе Ford, Toyota и General Motors, изо всех сил пытаются не слишком сильно отставать.

Но задолго до того, как они догонят “Теслу”, компания выпустит доступный электромобиль для массового рынка. Пожалуй, не пройдет и десяти лет, как двигатель внутреннего сгорания предстанет в общественном мнении тем, чем он на самом деле и является, – агрегатом, сжигающим массу бензина, чтобы создать гораздо больше бесполезного тепла, чем мощности, диковинным антиквариатом. А сейчас Маек проделывает то же самое с помощью SpaceX – совершает революцию в наших представлениях о космических путешествиях.

Сегодня все космические державы, подстегиваемые дерзкими планами Маска и планами NASA в конце концов использовать систему “Орион” для доставки человека на Красную планету, включились в марсианскую гонку. В 2016 году Европейское космическое агентство (ЕКА) совместно с российским “Роскосмосом” собирается запустить аппарат на орбиту Марса (стоит уточнить, что это не первая космическая миссия ЕКА: агентство в 2003 году уже отправило на Марс зонд “Марс-Экспресс”). Новый аппарат будет изучать количество и состав остаточных газов (то есть таких, количество которых в атмосфере не превышает 1 %).

В 2018 году ЕКА и “Роскосмос” планируют доставить на Красную планету марсоход. Русские обсуждали также возможность постройки гигантской ракеты, которая была бы способна конкурировать с “Системой космических запусков” NASA и предположительно могла бы в районе 2030 года обеспечить пилотируемый полет на Марс. Китай тем временем также объявил о планах отправить на Марс марсоход, аналогичный по конструкции китайскому луноходу “Нефритовый заяц”, работающему на Луне с 2013 года.

6. Жизнь на Марсе

Чтобы выжить на Земле, человеку нужны четыре вещи: пища, вода, жилье и одежда. Чтобы выжить на Марсе – пять: пища, вода, жилье, одежда и кислород. Если нам удастся найти надежные источники этих пяти важнейших ресурсов, будущее человечества как межпланетного вида будет обеспечено.

Всего четыре минуты без кислорода грозят мозгу необратимыми повреждениями, а пятнадцать минут – это предположительный порог смерти от кислородного голодания. Однако никто не ожидает, что на Марсе найдется хоть сколько-нибудь существенное количество кислорода. Значит, нам придется производить его, а добыть кислород можно только из воды – если мы сумеем ее найти. В случае удачи кислород можно будет получить несколькими способами, в том числе с помощью обыкновенного электролиза, пропустив через воду электрический ток. Таким образом, вода является наиважнейшим элементом для выживания человека на Марсе, при этом она слишком тяжелая, чтобы мы могли привезти ее с Земли. Если на Марсе нет необходимого количества воды, жить там будет невозможно.

Много лет назад, когда различные спускаемые и орбитальные аппараты были всего лишь набросками на бумаге, NASA положило в основу своих исследований Марса важный принцип: “следовать за водой”. Речь тогда не шла о колонизации планеты, но это правило должно было помочь в поисках инопланетной жизни. Нет воды – нет жизни. Какая ирония: желание NASA выяснить, есть ли жизнь на Марсе, по сути, привело нас к совершенно другому выводу – на Марсе может быть жизнь. Человеческая жизнь.

Данные, полученные с различных аппаратов, в том числе с “Кьюриосити”, “Марс Реконнессанс Орбитер” (Mars Reconnaissance Orbiter), “Марс-Одиссей” (Mars Odyssey), “Марс-Экспресс” (Mars Express) и даже зондов “Викинг” (Viking), которые запускались еще в 1970-е годы, указывают на то, что на Марсе в самом деле есть вода. Однако лишь после того, как зонд “Феникс” (Phoenix) в 2008 году опустился на ледяную шапку северной полярной области, было с абсолютной точностью установлено, что на Марсе есть водяной лед и что его легко найти в марсианской почве, называемой реголитом.

Хотя площадь поверхности Марса составляет лишь около 28 % земной, площадь суши на обеих планетах почти одинаковая, ведь 70 % поверхности Земли покрыто океанами, озерами и реками. На Марсе вода почти ничего не покрывает, за одним очень важным исключением: на сухой поверхности планеты, возможно, имеется более одного миллиона кубических миль воды, но почти вся она – в виде льда. Значит, жидкая вода может появляться на Марсе время от времени при особых атмосферных условиях, однако до тех пор, пока атмосфера не станет более плотной, а температура на поверхности не повысится, жидкая вода будет оставаться редкостью.

Большая доля замерзшей воды находится на северном и южном полюсах Марса, отчасти она похоронена под замерзшей углекислотой. Если бы вся эта вода растаяла, Марс был бы покрыт океаном глубиной в сотни метров. Это, конечно, очень много воды, однако намного меньше, чем когда-то было на поверхности планеты, если верить геологическим исследованиям.

На Марсе десятки тысяч речных долин и множество крупных высохших озер. Возможно, когда-то треть планеты покрывали океаны. Часть нагорья Элизий, обширной вулканической области вблизи экватора, может оказаться морем пакового льда размером с земное Северное море.

Похоже, что лед на Марсе имеется в изобилии, но оценки того, сколько водяного льда содержится в реголите, сильно разнятся – от i до 60 %. На Красной планете есть множество маленьких ледяных озер, и многие из них находятся в экваториальном поясе. Замерзшие водоемы были бы весьма удачной находкой для первых поселенцев.

Часть воды, которая когда-то свободно текла по планете, скорее всего, испарилась и улетучилась в космос, когда Марс потерял атмосферу. Многое об этом нам рассказал аппарат “МАВЕН” (.MAVEN), который сейчас находится на орбите Красной планеты. Значительная часть воды, оставшейся на Марсе, возможно, просочилась под поверхность, но большая ее часть, скорее всего, превратилась в лед и осталась на поверхности. Если критерием благосостояния для первых марсианских колонистов будет доступность водных ресурсов, то их, пожалуй, ожидает нешуточное богатство. Если бы Марс в самом деле был таким засушливым и безводным, каким он казался в телескоп или на изображениях, полученных с первых межпланетных станций, то нам, возможно, пришлось бы сосредоточиться на колонизации гораздо менее гостеприимной планеты – Венеры.

Поиск воды на Марсе пока что не кажется сложной задачей, но вот превратить лед в жидкость первым поселенцам будет очень нелегко – прежде всего потому, что это потребует огромных затрат энергии и человеческого труда. Большая часть добытой воды, скорее всего, окажется льдом, смешанным с реголитом. То есть это будет вечная мерзлота, которую без отбойного молотка не победить. И даже после этого для получения жидкой воды могут потребоваться горнорудные технологии и соответствующая мощная техника, пожирающая огромное количество топлива. Так что первым колонистам очень повезет, если они найдут озерцо чистого льда.

Лучший из всех возможных сценариев – это такой, в котором переселенцы находят жидкую воду. Она вполне может скрываться в недрах планеты. Хотя по этому поводу существует множество спекуляций, реального положения дел никто не знает. Первые астронавты должны быть готовы бурить скважины (по крайней мере, на умеренную глубину) в надежде найти водоносный слой. Извлечь воду с поверхности Марса или из скважины – это, конечно, не такая хитрая штука, как ракеты, однако здесь потребуется специальное оборудование, в том числе печи и устройства для дистилляции (иначе в результате бурения вокруг скважин появятся ледяные горы из подземной воды, которая замерзнет в ту же секунду, как поднимется на поверхность).

Согласно одному из сценариев, первым колонистам придется вручную вырубать из поверхности блоки реголита, хотя впоследствии на грузовом корабле будут доставлены небольшие бульдозеры и грузовики, и это позволит увеличить объем работы, которую сможет выполнять каждый колонист. Смесь льда и реголита будут помещать в печи и нагревать, пока вода не превратится в пар, а затем дистиллировать и фильтровать ее до состояния питьевой. Придется разбираться с большим количеством отходов производства, и процесс потребует немало энергии – какой-то объем предоставят солнечные батареи, но, скорее всего, для основной части работы потребуется компактный ядерный реактор.

Готовые к использованию оборудование и материалы, доставленные с Земли, составят лишь очень малую часть того, что необходимо для жизни на Марсе в первые годы. Как и в случае с “Теслами” Илона Маска, каждый инструмент или устройство, которые будут использоваться на Красной планете, придется самым тщательным образом продумать. Нельзя, чтобы буровой мастер, занятый поиском воды под поверхностью, вдруг обнаружил, что мы не смогли предвидеть какую-то конкретную проблему – например, слой особо твердой породы, который не преодолеть без специальной буровой головки. Чтобы у выживания людей на Марсе была разумная вероятность, нужно предусмотреть все мыслимые обстоятельства.

Так что же нам делать, если все попытки первых астронавтов на Марсе добыть воду из реголита, найти скважину или вырубить блоки льда из поверхности самым жалким образом провалятся? На этот случай имеется хороший запасной план. Как показали запущенные NASA станции “Викинг” (Viking) – первые аппараты, успешно севшие на Марс в 1976 году, – атмосфера на Красной планете хоть и разреженная, но влажная, причем влажность порой достигает 100 %. В научной статье, опубликованной сотрудниками Вашингтонского университета в 1998 году, описывается устройство под названием WAVAR (Water Vapor Adsorption Reactor) – реактор для адсорбции водяного пара. Оно способно извлечь из марсианской атмосферы достаточно Н₂O для поддержания жизни человека. В работе отмечается, в частности, что “атмосфера Марса представляет собой наиболее очевидный глобальный источник воды на планете… Хотя атмосфера Марса чрезвычайно сухая по сравнению с земной, в среднем она насыщена максимально возможным количеством воды, и ночью относительная влажность может достигать 100 % на протяжении большей части года и на большинстве широт”.

В реакторе WAVAR используются адсорбирующие воду минералы под названием цеолиты. На земле они встречаются в природе в чистом виде и легко производятся в фабричных условиях (цеолиты, в частности, используют в промышленных установках по осушению воздуха: они поглощают содержащийся в нем водяной пар). Затем статья объясняет, каким простым может стать процесс добычи воды: “Марсианский воздух с помощью вентилятора засасывается в систему через пылевой фильтр. Отфильтрованная смесь газов проходит через слой адсорбента, где от смеси отделяется водяной пар. После того как слой достигает предельного насыщения, водяной пар десорбируется, конденсируется и поступает в резервуар. В конструкции всего семь узлов: фильтр, слой адсорбента, вентилятор, узел десорбции, поворотный механизм, конденсатор и система активного управления”.

Чтобы по возможности уменьшить массу реактора и его влияние на окружающую среду, устройство необходимо доставить на Марс и начать производить воду за два года до прибытия космонавтов.

Наверное, это уже очевидно, но стоит повторить еще раз: если на Марсе действительно есть вода, как мы предполагаем, то у человечества будут все шансы основать там постоянное поселение.

Теперь займемся проблемой кислорода. Если в вашем скафандре закончится кислород, то вы (не считая азота) начнете вдыхать тот же углекислый газ, который выдыхаете, – пока не потеряете сознание. А там недалеко и до гибели. Человек не может долго дышать воздухом, в котором более 5 % двуокиси углерода, отчасти потому, что у нас есть такой защитный механизм – от избытка углекислого газа мы теряем сознание.

С этой точки зрения Марс кажется весьма негостеприимным местом – ведь в его атмосфере почти совсем нет кислорода. “Воздух” Марса, по данным марсохода “Кьюриосити”, полученным в 2012 году, содержит примерно 2 % азота, 2 % аргона, 95 % углекислого газа и ничтожные количества угарного газа (СО) и кислорода. Показатели слегка варьируются в зависимости от времени года, поскольку в зимние месяцы часть газов на полюсах замерзает, а весной снова испаряется. Однако, хотя свободного кислорода в атмосфере планеты меньше одного процента, на самом деле на Марсе полно кислорода. Дело в том, что углекислый газ (CO₂) по атомной массе на 28 % состоит из углерода и на 72 % из кислорода. И если атмосфера Марса на 95 % состоит из CO₂, значит, не меньше 70 % общей массы марсианского “воздуха” составляет кислород. И хотя плотность атмосферы Марса достигает лишь 1 % от плотности земной атмосферы, это все равно немало.

В воде, которую первые поселенцы будут добывать на Марсе, кислорода еще больше – он составляет примерно 89 % от массы воды. А земляне уже давно научились с помощью простой технологии, которая называется электролиз, расщеплять молекулы воды и получать кислород. Для этого нужно всего лишь опустить два электрода в сосуд с водой, пропустить через воду электрический ток и… вуаля! Кислород можно собирать на одном конце резервуара, у анода, а водород – на другом, у катода. Практически каждому школьнику приходилось выполнять на лабораторной работе по химии эксперимент с электролизом.

Кстати, водород – это отличное топливо и превосходный источник энергии, поэтому у этого процесса есть и дополнительные преимущества: водород и кислород, разделенные, а затем смешанные определенным образом, превращаются в идеальное ракетное топливо. Проблема же, с которой придется столкнуться первым колонистам на Марсе при использовании электролиза, только одна, зато ее крайне сложно решить – эта технология требует огромного количества электроэнергии.

К счастью, в NASA уже предложили решение. На борту марсохода, который полетит на Марс в 2020 году (этот зонд станет преемником “Кьюриосити”), будет топливный элемент, способный разделять углекислый газ, взятый из атмосферы Марса, на кислород и угарный газ.

Эта технология называется МОКСИ (.MOXIE, Mars Oxygen In-situ Resources Utilization Experiment) – эксперимент по утилизации местных ресурсов Марса с целью производства кислорода. В основе устройства – также принцип электролиза, но при этом используется жаропрочная электропроводная керамика, и процесс происходит непосредственно в марсианской атмосфере. “Пропущенный по керамике заряд избирательно отделяет ионы кислорода, которые при помощи катализатора собираются на поверхности”, – рассказывает доктор Майкл Хект, ведущий разработчик МОКСИ и заместитель директора по науке Хайстекской обсерватории Массачусетского технологического института. NASA этот проект нужен в первую очередь не для того, чтобы вырабатывать кислород для дыхания, а чтобы получить в достаточном количестве окислитель для ракетного топлива на обратный полет с Марса на Землю. Кислород весит куда больше, чем водород или метан, поэтому агентство очень хочет добывать его на Марсе, а не тащить с собой с Земли.

Модуль МОКСИ, установленный на новом марсоходе, будет производить при стандартных показателях температуры и давления всего лишь около пятнадцати литров кислорода в час. Вроде бы не слишком много, но, с другой стороны, легким человека требуется всего пять-шесть миллилитров в минуту. По словам Хекта, “в общем и целом МОКСИ способен постоянно вырабатывать достаточно кислорода для одного человека, если этот человек не занимается очень активной физической работой”.

В настоящее время МОКСИ – это всего лишь рабочая модель в масштабе 1:100, но если она будет функционировать так, как ожидается, NASA планирует построить агрегат в натуральную величину, увеличив его размер и производительность в сто раз, хотя для обеспечения такого устройства энергией потребуется ядерный реактор.

“План следующий: сначала мы построим на Марсе автоматическую станцию с ядерным реактором и установкой по производству кислорода, – объясняет Хект. – А через два года и два месяца, удостоверившись, что резервуар с кислородом полон, а реактор работает как нужно, пошлем туда людей”.

На Земле мы дышим воздухом, который состоит примерно на 78 % из азота и на 21 % из кислорода. Человек в принципе способен дышать самыми разными комбинациями газов, в том числе смесью гелия и кислорода, но не смесью 20 % кислорода и 80 % CO₂. Чтобы смесь с кислородом была пригодна для дыхания, ее вторым компонентом должен быть не вступающий в реакции (инертный) газ, такой как аргон или гелий. Азот обычно к инертным газам не относят, однако связь между двумя атомами в молекуле азота так сильна, что он чаще всего не вступает в реакцию с другими веществами.

Одно из важнейших условий для выживания человека на Марсе – наличие пищи. Агрономическая наука высоко развита во многих странах, в том числе и в Соединенных Штатах, и множество ученых посвятили годы попыткам понять, как мы сможем выращивать пищу на Марсе (колонисты будут вегетарианцами, нравится им это или нет, потому что разводить животных намного менее продуктивно). Если первые поселенцы высадятся в районе экватора, днем там будет достаточно тепло для надувных теплиц. Их нужно будет хорошо изолировать и обогревать с помощью пассивного солнечного отопления, например накапливающих тепло камней, на весь день выставленных на солнце, а в ночное время придется также подключать электрическое отопление, чтобы компенсировать резкое падение температуры. Стандартные марсианские сутки вблизи экватора – это примерно двенадцать часов дневного света и двенадцать часов темноты.

Кроме того, растениям потребуется более плотная атмосфера, чем та, что в настоящее время есть на Марсе. Ботаники расходятся во мнениях по поводу точных значений давления внутри марсианских теплиц, но предполагается, что достаточно одной десятой атмосферного давления Земли. Эксперименты, проведенные на МКС, показали, что растения могут расти в невесомости, но никто не знает наверняка, как повлияет на них гравитация Марса, составляющая примерно 38 % земной.

Мы достаточно знаем о марсианском реголите, чтобы уверенно предполагать, что по большей части из него получится хорошая почва, хотя это будет в некоторой степени зависеть от конкретного местоположения реголита. Образцы, изученные марсоходами, и анализ астероидов, которые прилетели на Землю с Марса, указывают, что на поверхности Красной планеты есть минерал смектит, который часто встречается на Земле и используется, например, в составе наполнителей для кошачьих туалетов. Этот минерал легко поглощает воду и может быть полезным для выращивания растений. Однако марсианская почва, возможно, окажется слишком кислой или слишком щелочной и потребует реабилитации, а также насыщения питательными веществами вроде азота. Гидропоника (выращивание растений без почвы, в воде с питательными веществами) будет самым надежным способом успешно получить урожай сельскохозяйственных культур – при условии, что воду легко будет добывать и держать в жидком состоянии.

Вот что говорит Анжело Вермюлен, биолог, художник и капитан команды, которая несколько месяцев провела в симуляторе марсианской среды на Гавайских островах: “Лично я не уверен, что теплицы – удачное решение. На Марсе слишком мало солнечного света и слишком много радиации. Они будут симпатично смотреться на открытке с Марса, но практической пользы не принесут”. По его представлениям, функцию теплиц должны выполнять гидропонные, укрытые от солнечной радиации под толстым слоем почвы или вовсе под землей, в природных лавовых каналах. “Выращивание еды на Марсе – это вопрос контроля, – говорит Вермюлен. – Нужно будет очень пристально контролировать окружающую среду. Светодиодная подсветка позволит менять частоту, спектр и продолжительность воздействия света. В гидропонике вода тоже находится под жестким контролем, что дает большую уверенность в хорошем урожае”.

Хотя первым поселенцам придется регулировать высокое содержание углекислоты в марсианской атмосфере в вегетационных климатических камерах и теплицах, большие дозы газа, возможно, помогут растениям развиваться быстрее и эффективнее. “Можно поиграть с уровнем CO₂ и посмотреть, какой подходит лучше всего”, – считает Вермюлен. Общий объем солнечного света на Марсе составляет около шестидесяти процентов от того, что мы получаем на Земле.

В полдень на Марсе поток световой энергии от солнца, которую можно использовать для выращивания растений, – около 600 Вт на квадратный метр. На Земле эта цифра составляет около 1000 Вт на квадратный метр. Таким образом, полдень на Марсе по освещенности приблизительно похож на начало вечера на Земле, когда солнце начинает клониться к закату и находится на небе примерно в тридцати пяти градусах над горизонтом. Иными словами, на Марсе солнечного света вблизи экватора примерно столько же, сколько у нас зимой в таких городах, как Милан, Чикаго, Пекин или Саппоро.

Марсианские посевы должны быть максимально питательными и занимать очень мало места. Например, фасоль содержит очень много белка и клетчатки; она может стать частью марсианского рациона, но работы по выявлению культур, которые обязательно должны войти в этот набор, еще не завершены. Грибы можно довольно успешно выращивать на компосте, остающемся от тех частей растений, которые люди не едят. Если бы меню составлял Вермюлен, там обязательно были бы и насекомые: “Насекомые должны быть частью рациона космонавтов. Кузнечики и сверчки хрустящие, и в них полно белка. Еще мне понравились сушеные мучные черви. В одном из моих проектов мы их жарили и добавляли в салаты”.

Зеленый салат и другие листовые растения будут роскошью, но необходимой. “Салат не слишком удобен. Энергетическая ценность у него маленькая, а объем – большой. Но он оказывает положительный психологический эффект, потому что выглядит свежим и сочным”, – объясняет Вермюлен.

Биолог удивляется тому, что люди до сих пор думают, будто космонавты питаются едой из тюбиков: “Астронавтам нужна от еды и эмоциональная подпитка. Им хочется обедать в компании. Они попросили поставить на Международной космической станции стол, чтобы можно было поесть вместе. Они хотят, чтобы еда напоминала им об их корнях, о происхождении и родной культуре. Китайским и российским космонавтам нравятся некоторые продукты, которые непривычны американцу”.

Недавний пятидесятидневный эксперимент в теплице в Нидерландах, проведенный под эгидой нидерландского министерства экономики, позволил с оптимизмом взглянуть на возможность выращивания сельскохозяйственных культур на Марсе, хотя в нем не учитывались пониженная гравитация и разница в количестве солнечного света. NASA предоставило голландцам почву с Гавайских островов и из Аризоны, которая, по мнению агентства, схожа с марсианским реголитом. Из семян было выращено около четырех тысяч двухсот растений, и каждое семя, посаженное в смоделированную марсианскую почву, дало всходы. Кресс-салат, помидоры, рожь и морковь оказались в числе видов, лучше всего принявшихся в “марсианской” почве, которая, как и ожидалось, отлично удерживает воду. Ведутся и другие испытания, в том числе эксперименты канадских ученых на острове Девон и в теплицах Марсианского общества в штате Юта.

Независимо от того, насколько мы преуспеем в выращивании пищи на Марсе, в первые дни она будет составлять лишь малую часть рациона. Большинство продуктов питания колонисты привезут с Земли. “Думаю, мы никогда не достигнем того, чтобы на Марсе выращивалось сто процентов необходимой пищи, – признает Вермюлен. – Честно говоря, будет хорошо, если нам удастся выращивать пять-десять процентов еды. Это отличное начало”. Отчасти причина в том, что теплицы и агротехника – вещи очень громоздкие и требующие слишком много энергии. А когда речь идет о космических путешествиях и жизни на другой планете, масса и энергия решают все.

Точно так же, как растениям первое время после переселения потребуются защищенные помещения, людям для выживания в недружественной среде Марса нужно будет уладить два оставшихся вопроса: где жить и что надеть?

Металлические корабли и надувные здания – это лишь временное укрытие от суровых условий планеты. Нужно будет защищаться от двух видов излучения – солнечного ветра и космических лучей. Солнечная радиация нам хорошо знакома: мы обгораем из-за нее на пляже; но кроме того, даже сквозь атмосферу Земли до нас долетают от Солнца заряженные частицы – солнечный ветер. Космические лучи доходят до нас из неведомых пока таинственных источников за пределами нашей Солнечной системы. Это также поток заряженных частиц, но обладающих значительно большей энергией и оттого гораздо более опасных.

На Земле нас защищает плотная атмосфера, а наша кожа – не помеха для космических лучей: они легко проникают даже сквозь толстый слой металла и могут вызывать сбои в работе электроники. Космические лучи изливаются на нас постоянным потоком, и люди, живущие на большой высоте в Скалистых горах, или пилоты дальних трансокеанских рейсов довольно сильно подвержены их воздействию. Мы точно знаем, что чем больше это воздействие, тем выше вероятность смерти от рака, пусть и на небольшой процент. В долговременной перспективе почти любое облучение вредно для здоровья человека.

Сейчас NASA пересматривает предельно допустимые дозы радиации для астронавтов, совершающих длительные перелеты, такие как экспедиция на Марс. Разреженная атмосфера Марса должна в некоторой степени защищать от солнечной радиации, однако выброс солнечного вещества прямо в сторону Марса (это случается редко, но всегда возможно) был бы, конечно, губителен для колонистов. Поэтому им придется оборудовать специальное укрытие, закрыв его сверху как можно большим количеством реголита или камня. Если в сторону Красной планеты будет направлен корональный выброс массы Солнца, то потребуется еще более надежное убежище, например глубокая пещера.

В проекте Роберта Зубрина “Марс-Директ”, над которым он работает вот уже несколько десятилетий, упоминаются помещения с кирпичными сводами, в возведении которых были так искусны еще древние римляне. Кирпич можно делать на Марсе из реголита. Несколько сводчатых строений, расположенных бок о бок, стали бы отличным укрытием и от марсианского холода, и от радиации, особенно если дополнительно покрыть их сверху слоем реголита футов в десять толщиной.

Сторонники колонизации Марса также заявляют, что колонисты смогли бы приспособить распространенные на Красной планете минералы для производства пластмасс, используемых в строительстве, а также добывать железо, медь и, возможно, даже производить сталь. Теоретически эти планы довольно хорошо продуманы, но они требуют невероятного количества энергии и специализированного оборудования. Зубрин предлагает использовать для перемещения огромного количества чрезвычайно твердого мерзлого реголита небольшие грузовики с бульдозерными отвалами.

Стратегии создания укрытий будут развиваться и совершенствоваться по мере накопления опыта. На протяжении всей человеческой истории люди блестяще приспосабливались к окружающей среде и использовали природные материалы для построения подходящего жилья для конкретных условий. Так будет и на Марсе, но первым поселенцам, возможно, придется поначалу довольствоваться пещерами, естественными разломами или лавовыми трубками, которые обеспечат надежную защиту от радиации. В конце концов, когда Марс пройдет процесс терраформирования и станет больше похож на Землю, угроза радиации уменьшится по мере увеличения плотности атмосферы.

Одежда также должна сыграть определенную роль в защите колонистов от радиации и холода. Кроме того, существует специфическая для Марса проблема, которую можно решить только с помощью одежды: недостаток атмосферного давления. На Земле мы живем под толстым слоем атмосферы. Вытяните руку и представьте, что на каждый квадратный дюйм вашей кожи сейчас давит воздушный столб, уходящий на много миль вверх. На уровне моря давление воздуха равно 14,7 фунта на квадратный дюйм. Наши тела адаптированы к постоянному давлению и противодействуют ему. На Марсе, где атмосферное давление составляет менее одной сотой от земного, человеку не протянуть долго без скафандра, который будет уравновешивать внутреннее давление тела. В отличие от воды, кислорода, пищи и даже жилья, единственным решением проблемы давления является постоянное ношение скафандра – если только мы не предпочтем жить в камере с искусственно поддерживаемым давлением.

Профессор астронавтики Массачусетского технологического института Дава Ньюман сейчас разрабатывает концепцию гибкого, легкого негерметизированного скафандра, предназначенного для передвижений по планете. Профессор Ньюман утверждает, что “с точки зрения физиологии необходимо обеспечить телу всего лишь около трети атмосферного давления Земли”, что составляет меньше пяти фунтов на квадратный дюйм.

Ее скафандры больше похожи на повседневную одежду, чем на громоздкую защитную капсулу. При изготовлении этой “второй кожи” – скафандра “Биосьют” – она использует полимеры и сплавы с эффектом запоминания формы, позволяющие создать защитный костюм, который будет более гибким и менее громоздким, чем современные скафандры, представляющие из себя просто капсулы с искусственно поддерживаемым внутри атмосферным давлением.

Для увеличения мобильности Ньюман предлагает не снабжать костюм излишней радиационной защитой.

“Я не хочу добавлять в скафандр слишком много слоев, потому что по-настоящему надежный щит будет чересчур массивным и тяжелым. Нужна ли нам защита от радиации? Несомненно. Но в самом костюме ее, возможно, почти не потребуется”, поскольку астронавты будут проводить большую часть времени в защищенных марсоходах или в экранированных помещениях.

“К тому времени, как мы отправим людей на Марс, – говорит Ньюман, – мы уже будем знакомы с тамошней радиационной обстановкой благодаря множеству марсоходов и орбитальных станций, которые летали туда на протяжении последних десятилетий”.

Все эти сложности можно свести к одному главному вопросу, который встанет перед человеком на Марсе: как же все-таки выжить в столь враждебной среде? Ответ заключается в стратегиях повышения температуры на планете, а это позволит увеличить плотность атмосферы. Коротко говоря, нам придется переделать всю планету, чтобы она стала более похожей на Землю. Этот процесс называется терраформированием, и для его завершения, вероятно, потребуются столетия.

Но это возможно, и мы это сделаем.

7. Как сделать Марс похожим на Землю

Мы, люди, проявили невероятную способность адаптироваться к необычным условиям жизни, с легкостью приспосабливаясь к любой враждебной среде – от тропических лесов Амазонки до вечного ледникового щита на севере Гренландии. Однако мы, без сомнения, устанем от переработанного воздуха, постоянной необходимости следить за уровнем кислорода и от жестоких холодов Марса. И потому, естественно, обратим все усилия на то, чтобы сделать атмосферу Марса пригодной для дыхания и повысить температуру ее нижних слоев.

В связи с этим стоит отметить, что большинство ученых, которые занимались эволюцией Марса и обрабатывали данные сорока шести космических аппаратов, которые мы отправили туда начиная с 1960-х годов, считают, что на планете когда-то были ручьи, озера, по крайней мере один океан, влажная атмосфера и, возможно, жизнь.

К счастью для людей, количество воды, плотность атмосферы и температура взаимосвязаны. Система проста: если поднять температуру на Марсе, это, скорее всего, освободит газы, которые сейчас пребывают в замерзшем состоянии. Те поднимутся в атмосферу, делая ее более плотной и создавая парниковый эффект. Температура будет расти, отчего лед на поверхности, особенно вблизи экватора, начнет таять. Появится жидкая вода. Наличие жидкой воды (и соответствующей атмосферы) позволит поселенцам выращивать растения для производства продуктов питания на открытом воздухе. В свою очередь, эти растения увеличат содержание кислорода в атмосфере. Как и на Земле, источники жизни в экосистеме неразрывно связаны друг с другом.

Процесс, посредством которого мы добьемся всего этого, называется расплывчатым словом “терраформирование”. Собственно, более правильным выражением было бы “планетарное конструирование”. NASA предпочитает термин “планетарный экосинтез”. Хотя изобретение слова “терраформирование” часто приписывают авторам научной фантастики, в 1961 году астроном Карл Саган опубликовал в престижном журнале Science статью, в которой предложил терраформировать Венеру, чтобы сделать ее пригодной для обитания человека.

Терраформирование – дело чрезвычайно затратное, и пройдет, возможно, тысяча лет, прежде чем люди будут гулять по Марсу в условиях, мало чем отличающихся от тех, что можно встретить на западном побережье Канады. Но если мы хоть на несколько градусов сможем повысить температуру на правильно выбранном участке Марса, то это уже сделает жизнь там намного более приятной, чем в тот день в 2027 году, когда на планету высадятся первые астронавты. Даже критических изменений в жизни на поверхности можно добиться всего за несколько столетий.

Есть несколько способов подогреть Марс, и это будет первым шагом на пути к его терраформированию. Во многих отношениях самый изящный и результативный метод – расположить на орбите Красной планеты огромные зеркала, которые отражали бы солнечный свет на ее поверхность. Такие зеркала были бы особенно эффективными над южной полярной областью, где под огромным пластом сухого льда (замерзшего углекислого газа) прячется замерзшая вода. Зеркала – это самый дорогой и самый технически трудоемкий способ согреть Марс, но если мы все же выберем его, то уже через несколько лет на планете появится жидкая вода (в светлое время суток, в районе экватора). Зеркала, используемые для этой цели, должны быть гибкие, больше похожие на солнечные паруса, изготовленные из полиамидных пленок с покрытием из очень тонкого алюминия. И их нужно сделать невероятно огромными – по сто пятьдесят миль в поперечнике. Такие зеркала, вероятно, будут слишком тяжелыми, чтобы доставлять их с Земли, так что строить их придется на Марсе. Можно приспособить для этого солнечный парус прилетевшего с Земли грузового корабля: парус отчасти обеспечит необходимое для полета ускорение, а когда корабль выйдет на орбиту Марса, парус можно будет снять и переправить в нужное место. Конструкция таких космических зеркал на удивление проста, и к тому же их можно разместить в таком месте, где лучи Солнца, отражаемые ими, будут постоянно отталкивать их от Марса, но при этом гравитация планеты с равной силой будет тянуть в противоположную сторону. Такие солнечные паруса, “парящие” над определенным участком планеты, называются статитами.

Роберт Зубрин предпочитает именно такой сценарий разогрева Марса. По его расчетам, одно зеркало шириной в сто пятьдесят миль может поднять температуру южного полюса Марса до минус восьми градусов Цельсия. Этого уже будет достаточно, чтобы в атмосферу выделилось огромное количество CO₂, который является мощным парниковым газом. Выделение CO₂ должно вызвать что-то вроде парниковой цепной реакции и растопить замерзшую воду в реголите. В свою очередь, в атмосферу поднимется водяной пар – еще один мощный парниковый газ. Зеркало шириной в двести пятьдесят миль может удвоить этот результат.

Еще один реалистичный способ добиться потепления – найти в поясе астероидов большой астероид, содержащий замороженный аммиак. В конце концов для того, чтобы дышать на Марсе без специального оборудования, нам понадобится буферный газ. На Земле эту роль выполняет азот, который составляет около 78 % атмосферы. Аммиак (NH₃) состоит из азота и водорода. Если мы сумеем заставить астероид, содержащий большое количество аммиака, врезаться в Марс, то этим можно будет добиться как минимум двух вещей: создать тепло, которое поможет подогреть планету, и усилить плотность парниковых газов. Один удар крупного астероида о поверхность может поднять температуру планеты на 15 градусов Цельсия.

К сожалению, у этого могут быть и другие, катастрофические последствия. Столкновение астероида с Марсом способно запустить сценарий ядерной зимы: в атмосферу поднимется столько пыли и обломков, что планета начнет охлаждаться, а не разогреваться, и терраформирование затянется на куда более долгий срок. Кроме того, аммиак – едкий газ, и большое его количество в атмосфере создаст еще менее благоприятные условия для людей, чем двуокись углерода. Но в конечном счете под влиянием солнечных лучей аммиак должен распасться на водород и азот. Часть водорода прореагирует с окисью железа в реголите и образует воду. Другая часть, вероятно, испарится в космос, потому что на Марсе слабое притяжение.

Есть еще один (совершенно непрактичный) способ поднять температуру атмосферы Марса. Он заключается в том, чтобы отправить автоматические зонды на какое-нибудь небесное тело, где много углеводородов, например на Титан, один из спутников Сатурна, и найти способ доставить оттуда жидкий метан, целые реки и небольшие океаны которого покрывают поверхность этого планетоида. На Марсе эти углеводороды распадутся на воду и CO₂ и в испаренном виде внесут свой вклад в формирование слоя парниковых газов в атмосфере.

Землянам пришлось на собственном опыте узнать, что некоторые фторсодержащие газы обладают в тысячи раз более сильным парниковым эффектом, чем CO₂ или водяной пар. Примером могут служить ХФУ – хлор фторуглероды. На Земле повсеместно запрещено использование этих мощных парниковых газов в аэрозолях, холодильниках и кондиционерах, потому что они разрушают озоновый слой. Но на Марсе они могут стать спасением. Ученые полагают, что вещества, которые нужны для создания перфторугле-родов (ПФУ) в промышленных условиях, встречаются на Марсе в естественных условиях. На протяжении десятилетий мы строили на Земле заводы для производства газов, необходимых для работы холодильников и кондиционеров. Технология уже освоена. Но чтобы создать количество ПФУ, достаточное для преображения марсианской атмосферы, потребуются огромные заводы и тысячи работников, так что этот сценарий можно будет осуществить не раньше, чем на Марсе появится первый город.

Самый дешевый способ согреть Марс – использовать бактерии, которые преобразуют азот и воду в аммиак или создают метан из воды и углекислого газа. Загвоздка тут в воде. Согреть планету мы хотим прежде всего для того, чтобы получить жидкую воду, но нам не удастся ее согреть без жидкой Н₂O. Выходит замкнутый круг. Проблема эта, пожалуй, по зубам лишь людям вроде генетика и предпринимателя Крейга Вентера, одного из первых ученых, расшифровавших геном человека. Вентер уже давно работает над тем, чтобы заставить бактерии делать то, что ему угодно. Некоторые нефтяные компании предполагают помещать модифицированные бактерии в старые нефтяные скважины, где еще остается около 20 % от исходного количества нефти, которые слишком сложно откачать. Правильно запрограммированные бактерии будут питаться нефтью и высвобождать побочный продукт – метан или природный газ.

Мы стоим на пороге создания новых видов бактерий, которые можно запрограммировать так, чтобы они служили нашим нуждам. Если бы нам удалось вырастить новые бактериальные формы, способные питаться залежами минералов в марсианской почве и вырабатывать ПФУ, Марс очень скоро стал бы гораздо более теплой планетой. Даже если использовать существующие бактерии, производящие аммиак и метан, Марс сильно потеплеет уже через несколько десятилетий. К тому же метан и аммиак помогли бы людям защититься от радиации.

Проблема с биологическими проектами, включающими использование новых видов бактерий, заключается в том, что, раз запустив, их, возможно, не так-то просто будет остановить. В 1930 году американским фермерам выдали на посадку семена кудзу в целях борьбы с эрозией почвы. Кудзу – растение для Соединенных Штатов нехарактерное и классифицируется как инвазивный вид. Теперь его лозы душат значительную часть юга Америки.

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.

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.