Стивен Петранек - Как мы будем жить на Марсе
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.
Пробуждение древних форм жизниНо существуют в этом уравнении и неизвестные, в том числе возможность пробуждения древних форм жизни. Если помнить о том, что когда-то по планете текла вода, что на ней существовали крупные моря, озера и реки, а также плотная атмосфера, трудно себе представить полное отсутствие жизни. Нет совершенно никаких доказательств того, что на Марсе она когда-то была, однако данные с марсохода “Кьюриосити” показывают, что на планете имеются ее основные химические компоненты. Поскольку жидкая вода является ключевым элементом для поддержания любой известной нам жизни, разумно предположить, что Марс не всегда был таким пустынным, каким кажется сейчас.
На самом деле одна из теорий зарождения жизни на Земле непосредственно связана с Марсом.
На заре Солнечной системы, когда по ней повсюду проносились астероиды и кометы, от Марса откололись большие куски и улетели в космос. Если в той породе была какая-то форма жизни, она могла проделать путь до самой Земли и найти себе новый дом при столкновении. У нас есть доказательства того, что микробы могут выдерживать длительные космические путешествия. На Марсе жидкая вода была задолго до того, как она появилась на Земле. Если там и зародилась жизнь, то это произошло куда раньше, чем здесь. Это означает, что наша планета, возможно, засеяна марсианской жизнью.
Но существуют и обратные предположения. Давным-давно астероиды откалывали куски и от Земли тоже. Возможно, сама наша Луна сформировалась в результате катастрофического столкновения какого-то крупного объекта с Землей. Если мы найдем жизнь на Марсе и она окажется похожей на земную, то перед нами встанет поразительная загадка взаимодействия двух планет и вопрос: действительно ли одна “засеяла” жизнью другую? Еще более важным событием была бы находка на Марсе живых микробов. Это открытие могло бы стать невероятно полезным для колонистов, потому что найденные на планете формы жизни будут однозначно адаптированы к ней. Если их массово возродит появление проточной воды, можно только догадываться, какую пользу они принесут атмосфере и более продвинутым формам растительности. Даже если первоначальные данные не покажут никаких очевидных признаков жизни на Марсе, мы не будем знать наверняка, пока по планете снова не потекут реки. Только тогда станет известно, что скрывается в реголите, под камнями и, быть может, в глубоких термических шахтах или в подповерхностных водоносных пластах, отапливаемых геотермальными процессами.
Со временем планета нагреется; первые поселенцы могут проснуться однажды утром и заметить, что у них под ногами растет что-нибудь вроде мха. Если на Марсе есть жизнь, которую можно разбудить потеплением, ее возрождение, возможно, ускорит процесс приспособления планеты под человека. Конечно, она также может быть чрезвычайно токсичной, проникнуть даже сквозь самый лучший скафандр и убить всех землян на планете за считаные дни. Однако все известные нам факты о жизни на Земле указывают на то, что такое развитие событий маловероятно.
Еще одна неизвестная величина – жизнь, которую мы принесем на Марс, и то, как она будет там адаптироваться. Как бы мы ни старались отдраить космический корабль перед вылетом с Земли, на нем, скорее всего, будет полно безбилетных микробов. Пожалуй, глупо предполагать, что марсоходы, которые мы уже отправили на Красную планету, были стерильны, ведь нам известно, что стерильные лаборатории, в которых их собирали, были не настолько стерильными, как ожидалось. Так или иначе, мы принесем жизнь в марсианскую среду. И она наверняка найдет способ расцвести пышным цветом, особенно если нам удастся пустить по поверхности жидкую воду.
Терраформирование Марса включает в себя как краткосрочные задачи вроде подогрева планеты, так и куда более долгосрочные: например, преобразование токсичной атмосферы в пригодную для дыхания. Мы уже обсудили этот вопрос в предыдущей главе, но в контексте терраформирования стоит к нему вернуться, поскольку отсутствие пригодного для людей воздуха является на сегодняшний день самой сложной, самой трудоемкой и самой затратной проблемой марсианских поселений. Люди и организации, которые продвигают идею сделать Марс новым направлением развития, пожалуй, не без причины так оптимистично рассматривают технологии, необходимые для того, чтобы подогреть планету и растопить воду. Во всем, что не касается создания пригодной для дыхания атмосферы, скорость терраформирования Марса зависит лишь от того, какие финансовые средства мы готовы в это вложить. Самые быстрые и дорогостоящие методы радикально изменят планету уже через несколько десятилетий. Но вот насытить атмосферу кислородом? На это может уйти больше тысячи лет.
