Кто из читателей старшего поколения не помнит гимн космических первопроходцев — «И на Марсе будут яблони цвести» — из замечательного советского фильма «Мечте навстречу»? Между тем преобразование Красной планеты потребует титанических усилий планетарной инженерии будущего. Прежде всего необходимо в десятки раз увеличить плотность марсианской атмосферы, затем нагреть планету до плюсовых температур и наполнить её влагой. К сожалению, результаты последних исследований показывают, что подобное терраформирование Марса представляется делом весьма отдалённого будущего. Да и тогда наши далёкие потомки, скорее всего, будут лакомиться лишь оранжерейными плодами.

Планетарная инженерия

Принцип изменения «не подходящих» человеку небесных тел гораздо старше самой космонавтики. Его разрабатывал ещё Константин Эдуардович Циолковский, который считал, что на многих планетах и даже на Луне можно создать приемлемые для земных колонистов «человеческие условия».
В 1970-х годах идею «планетарной инженерии» выдвинул известный астроном и научный популяризатор Карл Саган, в частности он считал, что надо начинать с растапливания марсианских полюсов. С этого времени литературный космос постоянно пополнялся теми или иными идеями планетарной перестройки. Целью фантастов становились и Луна, и Венера, и спутники Юпитера, и объекты из пояса астероидов. Однако чаще всего взгляды писателей и учёных обращались на относительно близкую к Земле Красную планету.
Как же сформировалось сегодняшнее мнение о марсианском терраформировании? Почему фантастические миры Алексея Толстого («Аэлита»), Эдгара Берроуза («Принцесса Марса») и Рэя Брэдбери («Марсианские хроники») кажутся нам столь недостижимыми даже в перспективе следующего столетия?

Что за атмосфера?

По идее, терраформирование Марса должно начаться с наполнения атмосферы углекислым газом, содержащимся в недрах планеты. Тогда где-то в конце следующего столетия колонисты могли бы, совсем как у братьев Стругацких в «Стажерах», свободно прогуливаться по поверхности лишь в лёгких кислородных масках и тёплых комбинезонах.


Все расчёты этого оптимистического варианта строятся на том, что по мере насыщения марсианской атмосферы углекислым газом на Красной планете разовьётся парниковый эффект, который её и разогреет. Однако ряд астрономов из Московского государственного университета считают, что в отличие от Земли на Марсе нет мощных источников оранжерейных газов и парниковый эффект там никогда не начнётся. К тому же запасы углекислого газа в недрах планеты практически недоступны. Чтобы до них добраться, нужны фантастические технологии — вроде тех, что показаны в голливудском блокбастере «Вспомнить всё». Кстати, сюжет фильма во многом повторяет идеи ещё довоенного романа Александра Беляева «Продавец воздуха». Сегодня хорошо известно, что атмосфера Марса на 96 процентов состоит из диоксида углерода и совершенно не пригодна для дыхания. К тому же марсианский воздух чрезвычайно разрежен, и давление у поверхности составляет лишь доли процента от земного. Поэтому главной задачей энтузиастов терраформирования Красной планеты становится поиск источников газов, причём желательно, чтобы это были парниковые соединения, вроде того же диоксида углерода.

Полярный сухой лёд

Недавно астрономы из знаменитой Пулковской обсерватории решили критически рассмотреть различные сценарии марсианского терраформирования. Для этого они проанализировали все известные данные, переданные за последние десятилетия марсианскими роверами и зондами.
В настоящее время средняя температура на Марсе составляет минус 63 градуса, при этом возможны и кратковременные положительные значения. Оказалось, что главным источником атмосферы является полярный углекислый газ. Каждую зиму треть всей атмосферы превращается в «сухой лёд» и откладывается на поверхности, формируя хорошо видимые в телескопы полярные шапки. В летний период эти полярные ледяные купола тают, и атмосфера насыщается диоксидом углерода. При этом северная шапка теряет практически весь свой сухой лёд и исчезает, а на южном полюсе даже летом остаётся часть ледяного купола. К тому же ряд данных указывает, что на юге могут существовать обширные подземные залежи сухого льда.
Всё это пока не позволяет однозначно ответить на вопрос: каким образом можно было бы изменить атмосферу Марса, чтобы на поверхности стал развиваться парниковый эффект, и она стала постепенно разогреваться.
При этом все открытые и скрытые полярные газовые месторождения вряд ли смогут обеспечить парниковый эффект и, соответственно, начать первый этап терраформирования. Ведь даже если превратить в газ весь известный сухой лёд, атмосферное давление будет составлять лишь несколько процентов от земного.
Не внушают особого оптимизма и другие источники диоксида углерода. В отличие от нашей планеты минералы, включающие диоксид углерода, встречаются на Марсе довольно редко, так что повысить с их помощью давление, хотя бы до двух-трёх процентов земного, весьма проблематично. Правда, возможно, вся поверхность Марса содержит диоксид углерода на гранях песчинок, и, хотя совершенно неясно, как извлечь эти молекулы газа, они могут добавить ещё один процент атмосферного давления.
И всё же для нагрева до плюсовых температур и таяния водяного льда давление должно составлять не менее трети земного.


Бомба для планеты

Впрочем, существует любопытный проект радикального терраформирования Марса, в разное время озвученный Андреем Сахаровым и Стивеном Хокингом; в настоящее время его продвигает американский изобретатель и предприниматель Илон Маск. По сути он очень просг надо лишь уговорить атомные державы поделиться своим стратегическим атомным боезапасом, а затем взорвать термоядерные заряды над марсианскими полюсами. Согласно расчётам, это должно довольно быстро увеличить толщину атмосферы Марса и свести к допустимому минимуму недостаток атмосферного давления. В целом давление может подняться до приемлемого уровня и стать таким, как на десятикилометровой высоте над Землёй. Тогда под солнечными лучами в экваториальной части образуются запасы жидкой воды, а в полярных и приполярных областях возникнут периодически тающие обширные ледники.
Маск отмечает, что при повышении давления на поверхности планеты до 1 бара температура на Марсе могла бы превысить ноль градусов Цельсия. Вода в этом случае не замерзала бы, а люди обходились специальными дыхательными масками, а не скафандрами лунного типа.


На планете могли бы появиться растения, постепенно повышая концентрацию кислорода, сначала в оранжереях, а затем и в атмосфере.
На Марсе имеются и другие источники углерода. Этот элемент присутствует как в почве, так и в минеральных отложениях. Согласно последним предположениям, большой запас углерода может находиться глубоко под поверхностью планеты. Тем не менее учёные в настоящий момент не располагают достаточным набором данных, которые могли бы подтвердить это предположение. И даже если смогли бы подтвердить, то добраться до этих запасов, как говорилось выше, довольно трудно. Правда, тут также можно использовать атомные заряды.
И всё же оптимисты считают, что Марс содержит достаточное количество природных ресурсов, для того чтобы превратить атмосферу планеты в умеренную, влажную теплицу.

Вулканы и космические зеркала

В отличие от «взрывоопасных» планов сторонников экстремального существует влиятельная научная партия терраформирования «мягкого». Ещё американский астрофизик Карл Саган предлагал окрашивать полярные ледники или высаживать там морозоустойчивые мхи и лишайники тёмного цвета. В 1970-х годах он придумал несколько способов существенно усилить поток солнечного тепла с помощью колоссальных зеркал, расположенных на орбите Марса. Он считал, что уже к середине нашего века на Марсе активным ходом пойдёт трансформация его атмосферы. При этом космические зеркала не только растопят полярные льды, но и обнажат карстовые пещеры, в которых колонисты оборудуют базы. На поверхности будут построены гигантские парники для адаптации генномодифицированных растений, которые после акклиматизации будут высаживаться в почву на открытой поверхности. Красная планета начнёт медленно, но уверенно зеленеть.
Не так давно Илон Маск собрал конференцию, посвящённую колонизации Марса. Уже в последующем десятилетии глава корпораций «Tesla» и «SpaceX» планирует организовать десант на Красную планету. Для этого на новейших — космических транспортах в космос ринутся тысячи счастливчиков, заплативших 200 тысяч долларов за билет в один конец. На Марсе они построят несколько баз, которые постепенно объединятся в мегаполис.
Параллельно будет происходить терраформирование. Если планы полярных ядерных взрывов и искусственной бомбардировки ядрами комет, направляемых теми же атомными зарядами, будут признаны слишком опасными, предлагается запустить «вариант Б». По нему с помощью обычной взрывчатки колонисты «пробудят» сотни вулканов, которые насытят атмосферу оранжерейными газами и разогреют планету. В помощь им заработают тысячи компактных генераторов высокоактивных парниковых газов, например хлорфторуглеродов. Они будут наполнять теплицы, а избытки сбрасывать в атмосферу.
Если и этого окажется недостаточно, с Земли доставят сотни квадратных километров тончайшей светоотражающей плёнки для орбитальных зеркал.
Трудно сказать, сбудутся ли при нашей жизни планы энтузиастов терраформирования, но вполне возможно, что уже в следующем столетии о буро-зелёном Марсе будут писать «бывшая Красная планета»…Автор: О.Файг
Источник: "Тайны ХХ века" №35, 2019 г.