Колонизируй или вымри: зачем нам так нужен Марс?
Некоторые считают, что останься мы на Земле — люди перестанут существовать. В статье, опубликованной в июне, Илон Маск предупредил о космической неизбежности: жизнь на Земле исчезнет, если мы не станем многопланетным видом. Есть два пути, писал Маск: «Один путь — остаться на Земле навсегда, пока не произойдет событие, несущее конец всему живому. Я не пытаюсь сделать апокалиптическое пророчество, нет, просто история дает нам понять, что конец неизбежен. Альтернатива — стать покоряющей космос цивилизацией и многопланетным видом, и это, согласитесь, правильно».
Выживание, сопряженное со страхом, остается основным инстинктом человечества, который заставит его стать многопланетным видом. И хотя гипотетические события массового вымирания, вроде падения астероида или ядерной войны, могут поставить нас перед фактом, у нас есть продвинутые технологии — или хорошие теории на тему того, как подобные технологии сделать — чтобы защитить будущее человечества. Что тогда заставляет нас думать о колонизации Марса?
Мощные вспышки на Солнце
Все чаще ученые и футурологи беспокоятся о возможных солнечных супервспышках (ССВ). Обычная солнечная вспышка — это вполне нормальная часть цикла солнечных пятен нашей звезды, вызывающая всплески космического излучения. Но ССВ — это мощнейшая солнечная вспышка. Звезда выпускает энергию, эквивалентную 475 миллиардам ядерных бомб, всего за несколько часов или даже секунд, говорит Скотт Флеминг, астроном и архивариус MAST. Их энергия выделяется в виде рентгеновских лучей, гамма-лучей, радиоволн, видимого света и ультрафиолетового излучения.
Долгое время ученые не считали, что такая возможность заслуживает внимания, но новые открытия изменили их мнения. За последние несколько лет космический телескоп Кеплера обнаружил, что далекие, подобные солнцу звезды довольно часто проявляют вспышечную активность. Ученые начали задаваться вопросом, что произойдет, если ССВ случится на нашем Солнце, что дало рост новым исследованиям.
Если ССВ произойдет, первым делом пострадает электрическая инфраструктура. Сотовые телефоны, компьютеры, автомобили, искусственное освещение — технологии, от которых полностью зависит наше общество, — перестанут функционировать, что отправит глобальную цивилизацию в штопор и в новый темный век.
ССВ также может повлиять на окружающую среду. Она может разрушить остатки озонового слоя, что нанесет ущерб экосистеме и вызовет массовое вымирание. Сперва теплые газы покинут атмосферу и планета остынет. Но позже Земля останется беззащитной перед постоянной бомбардировкой ультрафиолетовых лучей, что позволит им достичь поверхности и опустошить ее.
На полюсах, где озоновые дыры растут с 1970-х годов, холодные моря быстро поглощают углекислый газ, уменьшая количество доступного кислорода в океане и делая воду Земли более кислой. Такого рода перемены ставят под угрозу фитопланктон, который составляет основу пищевой цепочки. Его дефицит положит всю эту цепочку по принципу домино.
Но самая реальная угроза лежит в отдаленной возможности второй последующей крупной вспышки, которая случится до того, как наш озоновый слой полностью оправится от первой. Без озонового слоя, который мог бы защитить нас, ультрафиолетовое излучение второй ССВ вызовет радикальную мутацию ДНК, что нанесет непоправимый ущерб фертильности и изменит физиологические функции. Даже экстремофилы могут исчезнуть (хотя этот сценарий совершенно маловероятен).
До сих пор люди пока не наблюдали ССВ нашего Солнца. Отчасти потому, что те не так часто случаются; отчасти потому, что наша цивилизация слишком молодая. Но нестабильные атомы, пойманные в кольцах деревьях, показывают, что умеренные ССВ поражали Землю прежде.
Несмотря на все эти страхи, ученые пока не решили, насколько часто происходят такие катастрофические события. Однако данные телескопа Кеплер о частоте вспышек на других звездах за последние 400 000 лет помогли исследователям оценить, как часто ССВ происходят в звездах, похожих на наше Солнце. По их данным, Солнце выдает ССВ каждые 20 миллионов лет.
Если последняя ССВ происходила в 775 году, ждать придется очень долго. Получается, если такие люди, как Маск, ищут обоснование для колонизации другого мира, ССВ будет не самым убедительным мотивом.
Но история этим не заканчивается. Хотя полномасштабная ССВ не будет развернута в ближайшем будущем, более слабая, но разрушительная солнечная вспышка, вполне вероятно, произойдет в этом тысячелетии, как следует из работы, опубликованной в Astrophysical Journal. «Мы предполагаем, что общие потери могут превысить текущий ВВП мира в случае появления определенных супервспышек», пишут авторы исследования. Подобное событие, может, и не положит конец нашему виду, но точно уничтожит наше общество, уничтожит экономику и ограничит доступ к ресурсам, необходимым для выживания.
Однако, чтобы понять природу ССВ, астрофизики должны точно знать, как те рождаются в звездах. Не зная недр нашего Солнца, ученые не могут спрогнозировать ССВ раньше, чем за неделю. Возможно, ССВ представляет больше риска, чем мы думаем.
Другие угрозы Земле?
Угрозы возникновения солнечной супервспышки может быть недостаточно, чтобы избавить этот мир от нас, но есть другие апокалиптические сценарии, которые могут быть более мотивирующими. Брайан Уилкокс, член JPL и разработчик технологий космической робототехники, а также член Консультативного совета NASA по планетарной защите (NACPD), размышляет о технических аспектах предотвращения попадания астероидов и комет на Землю.
«Мои исследования показали, что проблема астероидов в действительно была не такой серьезной, как утверждают некоторые люди, поскольку в определенной степени мы отслеживаем все крупные объекты внутренней Солнечной системы», говорит Уилкокс. «По оценкам, 98% однокилометровых объектов во внутренней Солнечной системе уже нашли себе место, причем задолго до того, как их нашли мы».
По мере того, как мы подтверждаем положения и траектории астероидов, говорит Уилкокс, столкновения этих объектов с Землей, которые мы не можем предотвратить, становятся все менее вероятны. Когда ученые идентифицируют возможную угрозу в виде астероида, они знают, что существует семиминутное окно до его столкновения с Землей. В прошлом ученые предполагали, что у всех астероидов есть равные шансы на столкновение. «Либо попадешь, либо нет», добавляет Уилкокс. Но после множества наблюдений, мы получили количественное подтверждение, что подавляющее большинство астероидов, путешествующих через внутреннюю Солнечную систему, не собирается сталкиваться с Землей. «Длиннопериодические кометы, которые прилетают из-за Нептуна, все еще представляют повод для опасений, потому что мы можем долго соображать, но они в сто раз менее опасны, чем астероиды внутренней Солнечной системы», говорит он. Беспокоиться, вроде бы, не о чем.
Если небесный объект окажется на траектории столкновения с Землей, мы сможем остановить его несколькими способами. В этом году NASA приступило к разработке DART, космического аппарата, предназначенного для запуска огромного объекта в астероид с целью отклонения того с курса. Лазеры могли бы проделать нечто подобное.
Сам Уилкокс не переживает об астероидах. Супервулканы, впрочем, это совсем другая история. Они намного, намного опаснее астероидов.
Супервулкан может произвести разрушительный эффект всего за одно извержение. Он может выбросить достаточно пыли и других частиц в атмосферу, чтобы заблокировать свет солнца, приостановить фотосинтез и привести к массовому голоду. И предсказать, когда супервулкан извергнется, мы пока не имеем никакой возможности.
Мы знаем, что Йеллоустоун извергается каждые 620 000 лет или около того, но, как и с ССВ, человеческая цивилизация пока не просуществовала так долго, чтобы засвидетельствовать подобное событие. Последний известный супервулкан извергался 75 000 лет назад в Индонезии и, как показывают свидетельства, выбросил почти 100 миллиардов самосвалов расплавленного вещества в атмосферу.
Но Уилкокс считает, что ни один из этих примеров не дает достаточной мотивации, чтобы покинуть Землю. По сути, даже пандемия не оправдывает создание колонии на другой планете вроде Марса.
Перелет на Марс, говорит он, не сохранит наш вид так же хорошо, как расселение на множестве астероидов. «Если бы пандемия была нашей главной проблемой, самым быстрым способом самозащиты было бы создание астероидных поселений на терраформированных астероидах, которые могли бы обеспечить средой обитания до 7000 человек», объяснил Уилкокс. «У нас было бы множество колоний на астероидах вместо одного Марса».
Астероиды не только легче и дешевле освоить, чем Марс; они безопаснее с позиции расстояния. Полет с Земли на Марс занимает от нескольких месяцев до нескольких лет. Потребуется еще больше времени, чтобы добраться до пояса астероидов или любого околоземного астероида, который мы могли бы заселить в будущем. Это дольше, чем длится инкубационный период любого заболевания — к моменту, когда астронавты прибудут в свой новый дом, самые опасные заболевания уже сделают свое дело. «Есть надежда, что медицина прогрессирует достаточно, чтобы мы могли разработать тесты и предотвратить отправку зараженных людей в космические колонии», говорит Уилкокс. Нужно будет убедиться, что никто не уносит опасное заболевание с собой.
Если нам придется уйти с Земли, Луна может быть отчасти жизнеспособным вариантом. Мы можем добывать ракетное топливо на ее поверхности, да и добираться до нее недолго. Трубы из древних лавовых потоков предлагают людям защищенные места для строительства колоний, которые мы могли бы оградить от солнечной радиации.
Итак, Марс — наша лучшая ставка?
Если нас беспокоят ССВ, Марс поначалу кажется перспективным вариантом для колонизации. Красная планета примерно в два раза дальше от Солнца, чем Земля, поэтому меньше солнечной радиации будет достигать ее поверхности.
На самом же деле, Марс был бы намного опаснее для людей в случае появления ССВ. Марс не имеет магнитосферы, и его атмосфера была сдута солнечной вспышкой 4 миллиарда лет назад. В случае ССВ, на Земле мы по крайней мере были бы защищены атмосферой, нашим «пуленепробиваемым жилетом» от радиации; на Марсе мы были бы голыми и уязвимыми.
Кроме того, путешествие к Марсу было бы опасным и без того. Должны быть лучшие альтернативы, считает Уилкокс. «Если человечество собирается жить и работать в космосе, нам нужно научиться жить и работать в космосе», говорит он. Одно из хороших мест для начала находится буквально за дверью. «Прежде чем отправиться на Марс, можно попрактиковаться на Луне». Мы должны обкатать технологии для колонизации Марса, прежде чем отправлять астронавтов в один конец, подвергая их жизни риску.
Итак, возможно, Марс скрывает от нас новые знания и возможности удовлетворения наших космических амбиций. Но для выживания, возможно, нам стоит придержаться корней.