Идея сделать Марс пригодным для жизни существует уже несколько десятилетий. Её неоднократно использовали писатели-фантасты, режиссёры и популяризаторы науки. Однако в последние годы разговоры о терраформировании постепенно переходят из области научной фантастики в сферу серьёзных научных исследований.
По мере подготовки пилотируемых экспедиций к Марсу всё чаще возникает вопрос: возможно ли когда-нибудь изменить климат целой планеты настолько, чтобы человек смог жить на её поверхности без герметичных скафандров и сложных систем жизнеобеспечения? Ответ оказывается значительно сложнее, чем кажется на первый взгляд. Современные исследования показывают, что некоторые элементы терраформирования теоретически осуществимы, однако полноценное превращение Марса во вторую Землю остаётся чрезвычайно сложной задачей.
Что понимают под терраформированием
Терраформирование — это целенаправенное изменение условий на другой планете таким образом, чтобы они стали ближе к земным.
В идеальном варианте речь идёт о создании плотной атмосферы, повышении температуры поверхности, существовании жидкой воды и формировании условий, пригодных для жизни человека и других организмов.
Однако подобные изменения требуют воздействия сразу на множество процессов.
Необходимо изменить атмосферное давление, температурный режим, химический состав атмосферы и защитить поверхность от жёсткого космического излучения.
Каждый из этих факторов представляет собой самостоятельную научную и инженерную проблему.
Почему именно Марс считается главным кандидатом
Среди всех планет Солнечной системы именно Марс наиболее похож на Землю.
Продолжительность марсианских суток составляет 24 часа 39 минут, что почти совпадает с земными сутками.
На полюсах имеются большие запасы водяного льда.
Следы древних рек, озёр и минералов свидетельствуют, что миллиарды лет назад по поверхности Марса текла жидкая вода.
Кроме того, гравитация Марса примерно в 2,6 раза слабее земной, но всё же значительно выше, чем на Луне.
Поэтому именно Красную планету давно рассматривают как наиболее вероятное место для будущих долговременных человеческих поселений.
Главная проблема — атмосфера
Сегодня атмосфера Марса чрезвычайно разрежена.
Её давление составляет менее одного процента от давления на уровне моря на Земле.
Практически вся атмосфера состоит из углекислого газа.
Из-за столь низкого давления жидкая вода на поверхности существовать почти не может. Она либо быстро испаряется, либо замерзает.
Кроме того, настолько тонкая атмосфера практически не защищает поверхность от космической радиации и солнечных частиц.
Именно поэтому без герметичных скафандров человек не сможет находиться на поверхности Марса даже короткое время.
Можно ли сделать Марс теплее
Одной из первых задач терраформирования считается запуск устойчивого парникового эффекта.
Если температура повысится, лёд на полюсах начнёт испаряться, высвобождая дополнительный углекислый газ и водяной пар.
Это усилит нагрев атмосферы и может привести к дальнейшему повышению температуры.
Однако современные исследования показывают, что существующих запасов углекислого газа, вероятно, недостаточно для формирования плотной атмосферы.
Ранее предполагалось, что значительные объёмы газа скрыты в полярных шапках и грунте.
Более поздние оценки свидетельствуют, что этих ресурсов гораздо меньше, чем ожидалось.
Следовательно, одного лишь высвобождения природных запасов может оказаться недостаточно.
Какие технологии обсуждаются
Учёные рассматривают несколько возможных подходов.
Один из вариантов — производство мощных парниковых газов непосредственно на Марсе.
Некоторые синтетические соединения способны удерживать тепло значительно эффективнее углекислого газа.
Другая идея предполагает использование огромных орбитальных зеркал.
Такие конструкции могли бы отражать дополнительный солнечный свет на отдельные районы поверхности, постепенно увеличивая их температуру.
Также обсуждается применение солнечных электростанций, ядерной энергетики и масштабных промышленных комплексов, способных изменять химический состав атмосферы.
Пока все эти проекты существуют лишь в виде инженерных концепций.
Атмосферу нужно ещё удержать
Даже если плотную атмосферу удастся создать, возникает следующая проблема.
В отличие от Земли Марс практически не обладает глобальным магнитным полем.
Именно магнитосфера Земли защищает атмосферу от воздействия солнечного ветра.
Марс утратил своё магнитное поле миллиарды лет назад.
По этой причине солнечный ветер постепенно уносит атмосферные газы в космос.
Некоторые исследователи предлагают создать искусственное магнитное поле. Например, разместить мощную магнитную систему в точке Лагранжа между Марсом и Солнцем.
Теоретические расчёты показывают, что подобная защита могла бы существенно замедлить потерю атмосферы, однако практическая реализация такого проекта пока выходит далеко за пределы современных технологических возможностей.
Возможно ли использовать живые организмы
Иногда предлагается начать преобразование Марса с помощью микроорганизмов.
На Земле именно древние бактерии миллиарды лет назад постепенно изменили состав атмосферы, насытив её кислородом.
Однако для Марса такой путь пока выглядит малореалистичным.
Современные условия на поверхности слишком суровы.
Низкое давление, сильная радиация, экстремальные температуры и отсутствие жидкой воды делают существование большинства известных микроорганизмов практически невозможным.
Поэтому сначала пришлось бы изменить окружающую среду, а уже затем использовать биологические методы.
Что говорят современные исследования
Большинство специалистов сегодня сходится во мнении, что полное терраформирование Марса не относится к задачам ближайших столетий.
Масштаб необходимых работ оказался значительно больше, чем предполагалось несколько десятилетий назад.
Однако это не означает, что исследования потеряли смысл.
Учёные всё активнее рассматривают концепцию локального терраформирования.
Вместо изменения всей планеты предлагается создавать отдельные обитаемые районы под защитными куполами или в естественных лавовых трубках.
Внутри таких комплексов можно будет поддерживать земное давление, температуру и состав атмосферы.
Именно этот подход сегодня считается наиболее реалистичным для первых постоянных поселений.
Зачем вообще изучать терраформирование
Исследования не ограничиваются поиском способов изменить Марс.
Работа над подобными проектами помогает лучше понять эволюцию планет, поведение атмосфер, климатические процессы и возможности долгосрочного существования человеческих колоний за пределами Земли.
Кроме того, многие технологии, разрабатываемые для будущего освоения Марса, могут найти применение и на Земле — например, в области замкнутых систем жизнеобеспечения, переработки ресурсов и автономной энергетики.
Реальность сложнее научной фантастики
Современная наука не исключает возможность постепенного изменения условий на Марсе, однако показывает, что этот процесс будет гораздо сложнее, медленнее и масштабнее, чем часто изображается в художественных произведениях. Главными препятствиями остаются недостаток атмосферы, отсутствие глобального магнитного поля и ограниченные запасы веществ, необходимых для запуска устойчивого потепления.
Поэтому в ближайшие десятилетия основное внимание, вероятнее всего, будет сосредоточено не на преобразовании всей планеты, а на создании автономных поселений, защищённых от суровых условий окружающей среды. Тем не менее исследования в области терраформирования продолжаются, поскольку они помогают понять не только будущее Марса, но и фундаментальные процессы, определяющие эволюцию планет во Вселенной.
Источники:
Статья создана по материалам Space.com
Согласен с главным выводом статьи: купола — наш единственный путь, как у американского фантаста Генри Каттнера города-купола прятались под океанами Венеры («Ночная битва», «Ярость»). Но не по причине слабого магнитного поля. Даже если появится технологическая возможность, на Марсе главная беда не в магнитном поле, а в гравитации. Даже с магнитным щитом планета физически не удержит атмосферу — газы улетят сами по себе.