Конспект
Площадь поверхности Марса примерно равна площади всей суши на Земле. Там дуют ветры, идёт снег, бывают закаты — правда, не оранжевые, а голубоватые. Днём летом температура может подняться до плюс тридцати, а ночью того же дня рухнуть до минус восьмидесяти. И именно туда — на эту рыжую, холодную, почти лишённую атмосферы планету — человечество всерьёз собирается переселяться. Не на вахту, не в экспедицию, а навсегда. Колонизация — это постоянное место жительства. И вопрос, который стоит задать себе: а полетели бы вы?
Марс вблизи: не такой уж красный, но удивительно знакомый
Красная планета — название скорее историческое. Современные снимки показывают скорее рыжий мир с коричневыми пятнами. Если с Земли убрать всю воду, наша планета выглядела бы примерно так же. И через пару миллиардов лет такой цвет ей и светит — так что альтернативное место жительства искать придётся в любом случае.
Марс получает примерно в полтора раза меньше солнечного света, чем Земля, но этого вполне хватает, чтобы отличать день от ночи и питать солнечные батареи. Яркость марсианского полудня можно сравнить с земным днём при лёгкой облачности — просто небольшая дымка. Сила притяжения — треть земной, а сутки длятся двадцать четыре часа сорок минут. Есть смена сезонов, есть облака, есть даже снег в приполярных областях. Марс — самая изученная планета после Земли: вокруг него сейчас летает семь действующих аппаратов, а на поверхности работают два марсохода — Perseverance и Curiosity, причём Curiosity трудится уже второй десяток лет.
Рельеф поражает масштабами. Каньон Маринера мог бы разделить пополам Соединённые Штаты. Вулкан Олимп — крупнейший в Солнечной системе — поместился бы между Москвой и Петербургом, но он настолько плоский, что, стоя на его поверхности, вы бы не поняли, что находитесь на горе. Последнее извержение на Марсе произошло примерно сто тысяч лет назад — по геологическим меркам это вчера. Планета ещё не полностью остыла.
Скафандр обязателен: почему на Марсе нельзя открыть форточку
Атмосфера Марса — главная проблема и одновременно источник неожиданных бонусов. Её плотность — примерно одна сотая от земной. На Земле такое давление можно найти на высоте тридцать пять — сорок километров. Помните, как Феликс Баумгартнер выпрыгивал из капсулы на высоте тридцать восемь километров? Вот он оказался примерно в марсианских условиях. Только на Марсе так — везде и всегда. Для человеческого организма разница между марсианской атмосферой и вакуумом практически отсутствует. Так что выход на улицу — это, по сути, выход в открытый космос.
Но у разреженной атмосферы есть и плюсы. Марсианский холод — минус восемьдесят ночью — не так страшен, как кажется. На Земле холодный ветер мгновенно вытягивает тепло из тела, а почти-вакуум этого не делает. Скафандры и жилые модули можно проектировать так, чтобы они сами выбирали: поглощать солнечный свет или отражать, накапливать тепло или излучать лишнее. Действующая база будет производить больше тепла, чем ей нужно — человеческие тела и оборудование греют постоянно. На МКС для сброса лишнего тепла используют гигантские радиаторы; на Марсе холод окружающей среды будет помогать.
Отдельная головная боль — пыльные бури. Глобальные случаются примерно раз в десять земных лет и затягивают всю планету настолько, что поверхность не просматривается с орбиты. Солнечные батареи при этом становятся бесполезными, даже если они идеально чистые — свет просто не доходит. Отсюда вывод: без альтернативного источника энергии, скорее всего компактного ядерного реактора, на Марсе не обойтись.
Вода есть — надо только знать, где копать
Марс выглядит безжизненной пустыней, но под этой пустыней прячутся сокровища. Полярные шапки содержат колоссальные запасы водяного льда: у Северного полюса толщина ледяного слоя достигает одного километра семисот метров, у Южного — более трёх километров. Если растопить обе шапки, Марс был бы залит водой на глубину около двадцати метров.
Но вода есть не только на полюсах. Когда метеориты врезаются в, казалось бы, обычную марсианскую пустыню, след от удара оказывается белым. Учёных это поначалу сильно удивило, а потом выяснилось: это ледяная пустыня, просто лёд лежит под слоем песка и пыли. Метеорит разбрасывает верхний слой — и обнажается обычный лёд. А совсем недавно, благодаря аппарату InSight, обнаружили гигантские запасы жидкой воды на глубине около двадцати километров. Там тепло, и вода существует в жидком виде. Правда, двадцать километров — это глубже самой глубокой скважины на Земле, так что добраться до этих запасов пока не представляется возможным. Но для колонии критично другое: выбирать место ближе к экватору, где больше солнца, и одновременно там, где доступен подповерхностный лёд.
Дорога на Марс: от фон Брауна до Starship
Сближение Земли с Марсом происходит раз в два года и два месяца — это и определяет стартовое окно. Когда Илон Маск запустил свою Tesla «в сторону Марса», она не попала и не попадёт в планету: запуск был сделан не в пусковое окно, и автомобиль просто пролетает через то место, где Марс когда-то был или будет.
Проектов пилотируемого полёта на Марс было множество с самой зари космонавтики. Вернер фон Браун ещё до работы на NASA написал книгу, где семьдесят человек летели на Марс и встречали инопланетян, которыми руководил некто по имени Элон — совпадение, ставшее легендарным. В девяностых NASA подсчитало стоимость простого полёта с флагом — триста миллиардов долларов. Инженер Роберт Зубрин предложил революционную идею Mars Direct: отправить на Марс пустую возвратную ракету, а топливо произвести на месте из марсианской углекислоты и воды. Это позволяло радикально уменьшить стартовую массу. Был и проект Mars One — стартап, предлагавший лететь без возврата и превратить всё в реалити-шоу. Технически и экономически он провалился, но вбросил в мировое сознание идею добровольного полёта в один конец. Миллионы людей по всему миру впервые всерьёз задались вопросом: а полетел бы я?
Сегодня самый продвинутый проект — Starship компании SpaceX. Он вобрал в себя лучшие идеи предшественников: производство топлива на Марсе, многопусковую схему, многоразовость. Но принципиальное отличие — в самой постановке задачи. Все предыдущие проекты, включая государственные, планировали «флаговтык»: долететь, поставить флаг, вернуться. Маск изначально проектирует транспортную систему для регулярного сообщения между планетами. Не «сначала долетим, а потом подумаем», а сразу — рейсовый автобус Земля-Марс. Кислородно-метановое топливо, которое можно производить на Марсе. Многоразовая первая ступень, которая возвращается и нежно подхватывается стальными «руками» Mechazilla — кадры, которые выглядят как спецэффекты, но это реальность. Грузоподъёмность — до двухсот пятидесяти тонн в перспективе, больше любой ракеты в истории.
Драконы на пути: радиация, невесомость и сломанный кран
Зубрин сравнивал опасности полёта на Марс с морскими драконами, которых боялись средневековые мореплаватели. Страшно, но познаваемо и преодолимо. Метеоритная опасность? МКС покрыта «щитами Уипла» — несколькими тонкими слоями алюминия, и это работает. Невесомость? Самый коварный враг, способный за недели довести организм до нежизнеспособного состояния. Но рекорд пребывания в космосе — четыреста тридцать семь суток, и космонавты возвращаются нормальными людьми. Секрет обезоруживающе прост — физкультура. Два часа упражнений в день, и тело справляется.
С радиацией всё интереснее. Главный враг — не Солнце, как принято думать, а галактическое излучение, летящее со всех сторон с чудовищной энергией. И вот парадокс: лететь безопаснее всего, когда Солнце максимально активно. Солнечные вспышки возмущают магнитное поле, которое отклоняет галактические частицы. Астронавты «Аполлонов» летали к Луне как раз на пике солнечной активности и получили дозу, сопоставимую с обычным полётом на низкой орбите. На самом Марсе уровень радиации ниже, чем внутри МКС — тонкая атмосфера всё-таки даёт защиту, эквивалентную двадцати сантиметрам воды. А марсоход Curiosity случайно обнаружил лайфхак: когда он остановился у холма, дозиметр показал заметное снижение облучения. Достаточно построить базу у скалы — и радиационный фон падает на десятки процентов.
Но самый серьёзный «дракон» после нехватки денег — отказ техники. На Марсе нельзя вызвать ремонтную бригаду с Земли. Запчасти не привезёшь за пару часов. Именно поэтому человек незаменим: история космонавтики полна примеров, когда экипаж спасал ситуацию нестандартными решениями — от «Салюта-7» до «Аполлона-13». Роботы пока так не умеют. На Марсе инженеры, электрики, сисадмины и сантехники будут на вес золота.
Жизнь под куполом: борьба, а не курорт
Красивые рендеры SpaceX с прозрачными куполами и зелёными оранжереями — это далёкое будущее. Реальность первых десятилетий будет ближе к антарктическим станциям: модульные конструкции, возможно надувные — на МКС уже испытывается маленький надувной модуль BEAM, и он защищает от радиации лучше обычных. Сверху модули можно присыпать грунтом для дополнительной защиты. Много копания, много тяжёлой физической работы, минимум времени на любование пейзажами. Десятки, если не тысячи колонистов положат свои жизни на то, чтобы вся эта красота когда-нибудь стала реальностью.
Маск не скрывает: колонисты, которые полетят строить город, скорее всего, там и останутся. Он как-то сказал в интервью: если вы собираетесь возвращаться, так, может, вам и на Земле хорошо? Зачем вам какой-то Марс? Это не отпуск и не вахта. Придётся заплатить за полёт — и за право умереть на другой планете. Как частник, Маск может себе позволить такую постановку задачи. Ему не нужно отчитываться перед избирателями, почему деньги ушли в космос, а не на мосты. Ему нужны те, кто хочет лететь, и инвесторы, которые хотят вложиться. В этом смысле частной компании проще, чем любому государству.
Терраформирование: мечта на миллион лет
Чтобы ходить по Марсу без скафандра — хотя бы в кислородной маске и тёплой одежде — нужно увеличить плотность атмосферы в тридцать раз. Тогда условия будут примерно как на вершине Эвереста. Откуда взять столько газа? Если растопить весь известный углекислотный лёд на полюсах, атмосфера станет лишь вдвое плотнее. Нужно в тридцать раз, а запасы уже кончились. Термоядерных бомб у человечества просто не хватит. Комет Галлея потребовалось бы около ста пятнадцати штук — при условии, что каждая полностью состоит из нужных газов, а не из воды. Звучит ещё менее реалистично.
Для масштаба: всё человечество последние двести пятьдесят лет сжигает углеводороды и наполняет земную атмосферу углекислым газом. По сути, занимается «венероформированием» Земли. И только последние четверть века эффект стал статистически заметен. На Марсе интенсивность должна быть ещё выше, а сделать это нужно быстрее. Есть, впрочем, идея на совсем длинную перспективу: перетащить к Марсу карликовую планету Цереру, чтобы она стала его «Луной». Гравитационное воздействие крупного спутника могло бы разогреть марсианские недра и пробудить вулканизм — как это происходит на спутнике Юпитера Ио, самом вулканически активном объекте Солнечной системы. Это план на миллионы лет, и сегодня у нас нет ни малейшей возможности сдвинуть Цереру с орбиты. Но физических запретов нет.
А ещё есть время. Через миллиард-другой лет Солнце станет ярче, на Земле будет всё жарче, а на Марсе — всё теплее. Лёд начнёт испаряться сам, атмосфера станет плотнее без всяких бомб. Но ждать миллиард лет — не самая практичная стратегия. Так что пока единственный реалистичный путь — купола, модули и тяжёлая работа. И главный вопрос, который стоит перед человечеством, — не «как?», а «зачем?». Фундаментальных физических препятствий нет. Драконов на пути к Марсу можно победить. Осталось только решить, что нам это действительно нужно.
