Освоение новых планет. Планеты солнечной системы

Колонизация солнечной системы давно началась. Потому что на Земле живут 7,5 млрд человек, потому что здесь мы разработали все необходимые технологии для того, чтобы жить, ну и мать-природа нам в этом, в принципе, активно помогает. И то, что здесь нам кажется уже давно очевидным и общедоступным, там, за пределами нашей планеты, это все окажется чрезвычайно ценным.

Скажу сразу: порядка 95% необходимых технологий для воплощения проекта колонизации других планет у нас уже есть. И вот эти вот небольшие 5% - это та причина, по которой мы вообще стремимся в космос. Та причина, ради которой мы всё это делаем. Идея заключается в том, что первые смельчаки, которые окажутся на поверхности других планет, будут существовать в условиях, абсолютно не приспособленных для их тел, организмов. Так вот именно эти люди будут давать нам 5% недостающих технологий, которые могут существенно изменить нашу жизнь.

Я думаю, многие из вас видели Луну. Так вот, Луна - это единственный космический объект, на котором побывал человек. Не спорьте с тем, что американцы на Луне были. Они там были, к сожалению. Есть одно железобетонное доказательство этого: все автоматизированные станции, которые мы отправляли туда и которые частично возвращались на Землю, привезли нам микрограммы грунта. А эти ребята из США привезли килограммы - и отправили во все музеи мира.

На самом деле Луна очень долго рассматривалась как главный объект для колонизации. Главная причина - до нее очень близко лететь. Если поехать на поезде из Екатеринбурга во Владивосток, то по времени это займет столько же, как слетать на Луну и обратно. Соответственно, если мы что-то там размещаем, мы очень быстро сможем это починить, исправить и вообще прийти на помощь.

Забегая вперед, скажу, что первый объект, который будет колонизирован, - Марс. Потому что он гораздо более пригоден для человека, чем другие поверхности. Суть вот в чем: если вы просто хотите прогуляться по поверхности Луны, посмотреть на звезды - то это один вопрос. А когда вы отправляетесь туда на достаточно длительное время - это совсем другая история. Потому что если человек с Земли, например, подпрыгнет в здании, построенном на поверхности Луны, то он просто пробьет потолок. Он не сможет там передвигаться пешком, потому что физические способности человека абсолютно не предназначены для условий пониженной гравитации на Луне. То есть переезд человека на Луну приведет к фатальным изменениям организма. И если бы мы не остановили эволюцию с помощью медицины, то, возможно, мы бы как-то модернизировались и приспособились. Но мы давно обманываем природу, и она на Луне сыграет с нами злую шутку.

И все-таки мы туда хотим. Причем хотим мы туда по самым разным причинам. Как минимум нам нужно продвигать технологический уровень вперед, иначе мы замкнемся. Но для этого нужна хоть какая-то экономическая целесообразность. Проблема в том, что уникальных материалов мы на Луне не найдем, так как все планеты Солнечной системы состоят примерно из одинаковых веществ. Там нет ни эликсира вечной жизни, ни философского камня. С другой стороны, там очень много гелия-3, который нужен для создания термоядерного реактора. А термоядерный реактор - это энергия, которая очень скоро станет главной единицей для расчетов во всем мире.

Существует индекс пригодности планет для колонизации. До промышленной революции у Земли индекс был равен единице, то есть на 100% пригодна. Сейчас эта цифра снизилась до 97%. Вторая планета по индексу пригодности с 67% - Марс . Поэтому все программы по колонизации развернулись от Луны к Марсу. Да, он далеко. Да, стартовое окно открывается раз в 26 месяцев. Да, лететь туда от 80 до 240 суток, в зависимости от того, сколько у тебя денег. Но сама планета для жизни подходит. Хотя есть некоторые моменты, которые многих вводят в ступор. Например, на Марсе температура кипения воды - 10 градусов Цельсия. Она будет закипать, если ее просто налить в ладошку. С другой стороны, гравитация там получше и там худо-бедно есть хоть какая-то атмосфера.

Сейчас население Марса составляет 7 роботов. И мы, в принципе, готовы к ним присоединиться, потому что есть и проекты по колонизации этой планеты, и технологии для обеспечения жизнедеятельности там. Но есть две причины, почему мы до сих пор не там: капитализм и отсутствие экономической целесообразности. Ведь там, как и на Луне, практически нет полезных для нас ресурсов. Хотя, по логике, наши рано или поздно закончатся.

У нас нет необходимости переселить на Марс массу людей. Проблему перенаселения мы колонизацией не решим. И вообще это делается не с такой целью. В ближайшие сто лет на поверхности Красной планеты окажутся сто человек, не более. Еще раз объясню: колонизация нам нужна для того, чтобы люди на других планетах, в особых условиях создавали технологии, которые были бы для нас, землян, полезными.

Очень часто говорят, что есть замечательная для колонизации планета - Венера . Но самое ужасное, что есть у этой планеты, - ее атмосфера. Это финал, трагедия и конец. На поверхности этой планеты температура около 500–600 градусов Цельсия, там носятся всеразрушающие ветра. В общем, назвать такую планету в честь женщины - это прямо в точку. Космические аппараты, которые мы туда отправляем, как правило, там и погибают.

Если вы окажетесь на поверхности Венеры, то на вас будет давить такая масса воздуха, что вам будет казаться, что вы погрузились на километр под воду. Естественно, поверхность планеты не приспособлена для жизни. Но… в ее атмосфере есть слой, где давление и температура сравнимы с земными. То есть шансы для колонизации Венеры все-таки есть, просто это будет колония не на поверхности, а свободно плавающая в атмосфере база. Вы не поверите, но то, что я сейчас говорю, не научная фантастика, а реальный проект NASA.

Следующий претендент - самый близкий к Солнцу - Меркурий . Отвратительное местечко. Вот туда лететь точно надо в последнюю очередь. Во-первых, полеты во внутреннюю область Солнечной системы гораздо дороже, чем во внешнюю. Дешевле долететь до Плутона, чем до Меркурия. Во-вторых, Меркурий начисто лишен атмосферы и от солнечного излучения никак не защищен. Днем его поверхность накаляется до +500 градусов Цельсия, ночью - остывает до -200. С другой стороны, если вы приспособите к такому перепаду температур солнечные батареи, они будут выдавать огромную мощность. Плюс ко всему из-за близости к Солнцу Меркурий еще больше, чем Луна, богат гелием-3.

Конечно, есть масса проблем, которые еще не решены. И главная из них - гравитация. Но пока мы находимся на Земле, мы знаем, где низ, и у нас есть возможность двигаться наверх. В космос.

Как будет проходить колонизация других планет?

В научно-фантастических фильмах и книгах колонизация других планет кажется простой. Все, что вам нужно, это совершить прыжок в «гиперпространство» на вашем звездном крейсере, и - вуаля - вы пробиваете сложенное пространство-время и мгновенно прибываете в пункт назначения. На самом деле, мы будем колонизировать космос не крупными прыжками, а серией небольших шагов, начиная с успешного проживания на низкой околоземной орбите.

Сегодня это трудно представить, но в первые дни после запуска «Спутника» ученые даже не подозревали, что люди смогут выживать в течение длительных периодов времени в космосе. Первые полеты в космос осуществлялись силами животных, а не астронавтов, и только в 1961 году Юрий Гагарин взмыл на пылающей ракете в космос. Исторический полет Гагарина длился всего 108 минут, но заложил основу для более длительных миссий.

К середине 1970-х годов астронавты успешно осели в орбитальных космических станциях. Первыми стали «Салют» и «Скайлэб», затем появилась «Мир». На станции «Мир» космонавты продолжали бить рекорды проживания в космосе. Муса Манаров и Владимир Титов провели год на борту советской станции в конце 80-х годов, а в 1995 году Валерий Поляков преодолел их рекорд, завершив 438-дневное дежурство в космосе.

Сегодня Международная космическая станция (МКС) выступает в качестве четкого свидетельства того, что люди могут бесконечно долго жить на низкой околоземной орбите. С тех пор, как первый экипаж МКС прибыл на станцию в 2000 году, МКС стала постоянным плацдармом для проведения экспериментов, наблюдения за космосом и в целом жизни космонавтов и астронавтов в космосе.

От низкой околоземной орбите нам просто нужно сделать прыжок и достичь Луны (условно говоря). Она должна стать нашим следующим пунктом назначения. Должна, но может и не стать.

Освоение Луны

С тех пор как программа «Аполлон» поместила Луну в пределах нашей досягаемости, создание базы на Луне казалось следующим логическим шагом. Естественный спутник Земли имеет ряд преимуществ по сравнению с более экзотическими лунами вроде Титана, спутника Сатурна. Во-первых, он находится относительно близко, а значит, экипажи могут сменяться в течение нескольких дней. Также это подразумевает хорошую связь между колонистами и командирами миссии на Земле, то есть без существенных задержек. Луна могла бы стать идеальным космопортом, потому что ракеты могли бы покидать ее низкую гравитацию без особых затрат энергии. Наконец, лунная обсерватория существенно облегчила бы изучение Вселенной и поиск мест, куда можно было бы отправиться в дальнейшем.

Правда, жизнь на Луне будет непростой. В отсутствие атмосферы можно добавить существенные перепады температур, от 134 градусов по Цельсию в полдень до минус 170 градусов по Цельсию в ночь. Поверхность Луны постоянно шлифуется микрометеоритами и космическими лучами. Чтобы пережить это, колонистам придется обустраивать свои жилища под лунной почвой или в лунных кратерах.

Также возникает вопрос касательно еды и воды. Ученые знают, что на Луне имеется довольно много воды, но нужны специальные устройства, чтобы ее извлечь. И выращивание растений в течение длинных лунных ночей, не имея насекомых для опыления, будет весьма сложным.

Несмотря на эти трудности, некоторые страны разрабатывают возможности освоения Луны. Не так давно стало известно о планах России по созданию лунной базы. Также в 2010 году была приостановлена американская программа Constellation, в рамках которой на Луну должны были отправиться космические аппараты нового поколения. В любом случае можно констатировать, что внимание общественности сейчас обращено по большей части на Марс.

Колонизация Марса

Некоторые ученые считают, что нам нужно пропустить Луну и отправиться прямо на Марс. Одним из самых горячих сторонников этой стратегии является Роберт Субрин, основатель и президент Mars Society. В 1996 году он изложил подробности миссии Mars Direct, которую можно назвать образцовым планом для пилотируемых поездок на Красную планету.

Вот как это будет выглядеть. Первый запуск будет включать беспилотный Earth Return Vehicle, или ERV, который отправится на Марс. ERV должен быть оснащен ядерным реактором, с помощью которого можно будет изготовить топливо, используя элементы марсианской атмосферы. Двумя годами спустя будет запущен второй беспилотный ERV, который отправится в новое место для посадки. В то же время будет отправлен пилотируемый космический корабль, который должен будет приземлиться рядом с первым ERV. Экипаж будет находиться на Марсе в течение 18 месяцев, исследуя планету и проводя эксперименты, пока не наступит время возвращаться на Землю, используя топливо, добытое прямо на Марсе. После того как первая команда отправится на Землю, прибудет вторая группа исследователей, и весь процесс повторится.

Долгосрочное проживание в марсианских колониях, однако, потребует преобразования планеты, так называемого терраформирования.

Терраформирование включает подъем температуры на Марсе до земных условий. Единственный реалистичный способ сделать это - построить блоки обработки почвы, которые будут накачивать сверхпарниковые газы вроде метана и аммиака в атмосферу Марса. Эти газы будут абсорбировать солнечную энергию и согревать планету, запуская выброс диоксида углерода из почвы и полярных ледяных шапок. По мере того как диоксид углерода будет увеличиваться в атмосфере, давление будет падать, обеспечивая дополнительное тепло и образование океанов. В конце концов колонисты начнут обходиться без скафандров, хотя будут вынуждены носить кислородные баллоны.

После нескольких десятилетий терраформирования, Красная планета будет выглядеть практически так же, как и наша родная. Спустя еще несколько десятилетий она будет практически неотличима от Земли. Если это произойдет, Марс может стать вторым домом для людей.

Колонии за пределами Марса

Астероиды - эти скалистые объекты, которые вращаются вокруг Солнца в широком диапазоне между Марсом и Юпитером - могли бы стать ступенью к внешним планетам. Существует только около сотни астероидов шириной более 200 километров, но общее число их превышает миллиарды, а это хороший ресурс для использования в Солнечной системе. Среди самых больших астероидов царит Церера (или карликовая планета, с какой стороны посмотреть), и после ее тщательного исследования она вполне может стать вариантом для форпоста. С одной стороны, сам факт существования жидкой воды под ее поверхностью может быть определяющим.

Как люди могут колонизировать астероид? Один из вариантов - превратить его в город. Это потребует существенных усилий по «выдалбливанию» внутренностей этого камешка. Другой вариант - построить «город в небе», космическую станцию, которая будет вращаться вокруг астероида. Такая идея витает в воздухе уже много лет.

В 1975 году группа профессоров, технических директоров и студентов собралась на 10 недель в Стэнфордском университете и Научно-исследовательском центре Эймса, чтобы разработать проект космических поселений. Они предложили создать колесоподобное жилище диаметром 1,6 километра. Колонисты жили бы в трубе по периметру колеса, который соединялся бы с помощью шести «спиц» с центральным доком. Вся структура вращалась бы, имитируя гравитацию Земли, и с помощью зеркал собирала бы солнечный свет для использования в производстве электроэнергии и сельском хозяйстве.

В любом случае сейчас активно прорабатываются варианты с освоением Марса. Правда, не все они выглядят одинаково привлекательными. А вы готовы возглавить путешествие за пределы Солнечной системы?

Курс на планету в другой системе

Сли мы собираемся колонизировать планету в другой звездной системе, нам нужно ответить на два вопроса. Во-первых, существует ли подходящая планета для нашего вида за пределами Солнечной системы? Ответ: конечно, да. Телескоп Кеплер уже нашел сотни планет, которые могут нам подойти.

Второй вопрос чисто логистический: как добраться до планеты, расположенной за триллионы километров от нас? Чтобы ответить на этот вопрос, нам нужно переосмыслить космические путешествия. Возможно, провести несколько революций в сфере освоения космоса. К примеру, мысль о том, что один экипаж долетит до далекой планеты, весьма сомнительна. Скорее понадобится «корабль поколений», на котором успеет родиться и умереть несколько поколений людей.

Возможно, мы найдем червоточину или освоим двигатель на эффекте Казимира. Есть и более реалистичные варианты вроде солнечного паруса. Ионные двигатели используют солнечные батареи для выработки электрического поля, которое ускоряет заряженные атомы ксенона. Такой двигатель в настоящее время питает миссию зонда Dawn, исследующего Цереру. Ракеты на антивеществе могут быть чрезвычайно эффективны и достигать высоких скоростей, но эта технология пока скорее гипотетическая.

В конце концов, хорошим решением может быть сочетание всех этих технологий. И это в очередной раз доказывает, что освоение глубокого космоса потребует сотрудничества и взаимодействия между учеными разных стран и направленностей. Как ни крути, космос объединяет.

Пилотируемая орбитальная космонавтика - своеобразный тест для страны на звание сверхдержавы. Для человечества подобным испытанием может стать освоение ближайших космических тел Солнечной системы. Например, полет на Марс и колонизация планеты.

Зачем человечеству мегапроект

В последние годы целесообразность полетов в космос рассматривается с коммерческих и военно-оборонных позиций. Усугубление мирового экономического кризиса свело к минимуму количество научных проектов. По-прежнему ждут своих исследователей наши ближайшие "соседи" - Луна и Марс. Колонизация любого из этих космических тел очень важна для формирования новых долгосрочных перспектив существования человечества. Стало очевидным, что развитие космонавтики в рамках конкурентной борьбы между державами не способно вывести научно-технический прогресс на качественно новый виток.

Колонизация Марса - это не государственный или национальный проект. Это хороший мотивационный вызов всей земной общепланетной цивилизации.

Почему Марс

Ну, хотя бы потому, что еще в 1963 году в фильме "Мечте навстречу" песня, исполненная В. Трошиным, утверждала о скором цветении яблонь на соседней планете. А теперь серьезно.

Продолжительность суток на Марсе приблизительно равна земной (24,6 часа). Один оборот вокруг Солнца занимает около 687 сут. с выраженной сменой времен года. Климат на планете суше и холоднее. Температура на поверхности, с учетом сезонных и суточных изменений, лежит в диапазоне от -140˚С до +20˚С (среднее значение -50˚С). Толщина атмосферы в 110 км значительно снижает влияние радиоактивного солнечного излучения. И хотя большую часть воздушной оболочки составляет углекислый газ (95%), присутствуют основные элементы, которые потребуются для жизнеобеспечения людей.

Если рассматривать в качестве объектов для экспансии Луну и Марс, колонизация спутника Земли не способна обеспечить устойчивую эволюцию будущей цивилизации. Хороший пример из истории - исследование Гренландии и Американского континента в эпоху Великих географических походов. Крупнейший остров, безусловно, ближе к Европе и известен давно, но чрезвычайно бедная среда исключает всякий потенциал развития.

Кроме благородной задачи объединения человечества и консолидации усилий всех государств для реализации заселения "красной планеты", в ходе проекта будут решены многие проблемы настоящего и будущего нашей космической колыбели:

• Сохранение цивилизации и культурного наследия в случае глобального природного катаклизма на Земле.
• Функционирование инопланетных колоний потребует вывести на качественно новый уровень не только промышленные технологии, но и социальные. Потребуется разработка и создание принципиально новых общественных отношений.
• Внешняя космическая база станет хорошим стартовым плацдармом для полета и изучения дальних окрестностей Солнечной системы.
• Колонизация Марса - один из вариантов решения демографических проблем и существенного расширения ресурсной базы.
• Красная планета - прекрасный полигон для испытания новых источников энергии, развития планетарной инженерии, практики управления климатом и т. д.

Может быть, с коммерческой точки зрения, не обещает сиюминутной прибыли колонизация Марса. Космос таит еще немало загадок, разочарований и открытий.

С чего начать

Как это не банально звучит - с подробного исследования планеты. По статистике, более 2/3 всех запусков космических зондов к Марсу заканчивались неудачей. На сегодняшний день шесть межпланетных автоматических станций находятся на марсианских орбитах, поверхность планеты бороздят два марсохода и этого явно недостаточно. Необходимо тщательное изучение атмосферы, ландшафта, ресурсообеспеченности планеты, хотя бы в местах предполагаемой высадки.

Наиболее перспективными для освоения, по мнению ученых, считаются экваториальные районы Марса, а разведанные запасы воды (в виде льда) сосредоточены в высоких широтах. Если дальнейшее исследование гидросферы планеты не принесет положительных результатов, то обеспечение водными ресурсами первых переселенцев может стать серьезной проблемой.

Нет проблем - есть задачи

Специалисты утверждают, что при соответствующем финансировании проекта можно хоть завтра лететь на Марс. Колонизация предполагает решение нескольких очень важных вопросов.

Стоит продумать варианты адаптации переселенцев к гравитации планеты. Она существенно ниже привычной землянам (38%). Для человека это грозит атрофией мышечной ткани и снижением плотности костных формирований. Дегенеративные изменения могут привести к возникновению серьезного заболевания - остеопороза.

Атмосфера красной планеты на порядок тоньше земной и практически отсутствует магнитное поле. Если не применять средства защиты, за пару дней на Марсе можно получить такую же дозу радиации, как на Земле за год.

Еще одна трудность - огромное расстояние. Земные технологии не позволяют достигнуть ближайшей внешней планеты быстрее, чем за 250 суток. Работы над созданием более эффективных двигателей для такого перелета ведутся в частной корпорации SpaceX. Минимальное время обмена радиосообщениями между Землей и марсианской станцией - 6,2 мин. (максимальное - до 45 мин.).

Перечисленные негативные факторы в осуждении проекта часто использует общественная критика. Колонизация Марса должна стартовать именно с проработки этих вопросов.

Словом и делом

Вариантов и проектов заселения марсианских просторов очень много. Основатель и главный инженер компании SpaceX (США) - Илон Маск, на прошедшем 67 Конгрессе Международной астронавтической федерации (2016 г, Гвадалахара, Мексика), поделился планами по освоению Марса. В 2018 году стартует миссия Red Dragon, которая отправит на планету первые грузы и оборудование. Готова проектная документация на корабль, способный доставить до 100 колонизаторов и 450 тонн багажа. Ресурс корабля - до 15 полетов на Марс. Колонизация, по варианту SpaceX, займет от 40 до 100 лет, к концу которых численность населения инопланетной базы может достигнуть миллиона человек. Илон Маск убежден, что первые люди ступят на красную планету не позднее 2022 года.

Колонизация онлайн

О серьезных намерениях своего "детища" заверяет руководитель частного проекта Mars One Бас Лансдорп (Нидерланды). В основе финансирования - доход от телетрансляций отбора добровольцев, наземной подготовки, полета и высадки на Марс ("Дом-2" в космических масштабах).

К 2015 году из более 200 тыс. желающих распрощаться с Землей, отобрано 100 кандидатов, среди которых 5 россиян. Результатом дальнейших испытаний станет комплектование шести групп по 4 человека. На 2018 год запланирован запуск межпланетного спутника связи. Затем с интервалами в два года на Марс отправится автоматизированный марсоход и грузовой корабль жизнеобеспечения. Экипажи планируется отправлять с тем же интервалом. Первый высадится на красных просторах, по планам организаторов, в 2025 году.

Многие специалисты критически относятся не только к технической составляющей проекта, но и к финансовой и организационной.

Проект №11

Отечественные политические деятели и научно-техническая элита также убеждены, что хорошим стимулом для развития России послужила бы колонизация Марса. "Проектное государство" - портал общественных инициатив по созданию мощной мировой державы, отводит этому проекту ведущую роль в работе Дальневосточного Космического Центра (космодром "Восточный").

По мнению основателя и организатора ресурса Юрия Крупнова, наша страна утратила лидерство в освоении космического пространства, удовлетворившись ролью "космического извозчика". В США и Европе идет стремительное обновление ракетно-космического парка. Собственные мощные ракетоносители позволят западным партнерам оставить Россию "за бортом" многих международных программ. Обидно, что ни у "Роскосмоса", ни у правительства нет никакой стратегической программы космических исследований.

P.S. Будем надеяться, что "Фобос Грунт 2" благополучно проведет свою миссию, а не сгорит в плотных слоях атмосферы (как его предшественник под №1) в самом начале пути!

Жизнепригодность планеты определяется на основании различных факторов, основными из которых являются ее масса, орбита и вращение, а также геохимический состав. Жизнепригодными планетами в таком случае называют планеты земной группы, которые имеют близкую к земной массу, а также сложены первоначально из силикатных горных пород. В связи с этим газовые гиганты являются полностью непригодными для зарождения жизни из-за слишком большой гравитации и отсутствия твердой поверхности (однако, жизнепригодными вполне могут оказаться их спутники).

Итак, начать стоит, пожалуй, с самой главной характеристики планеты – с ее массы. В этом случае, планеты с очень маленькой массой меньше всего пригодны для жизни. Во-первых, на таких планетах гравитация слишком мала для удержания атмосферы. Отсутствие плотной атмосферы сказывается на плохой теплопередаче, слабой изоляции, а также практически полного отсутствия защиты против солнечного излучения и метеоритов (именно поэтому многие ученые отрицают возможность возникновения жизни на Марсе с его тонким слоем атмосферы).

Во-вторых, планеты с маленькой массой очень быстро теряют накопленную за счет звезды энергию, в результате чего прекращается вулканическая и сейсмическая активность, необходимая для поддержания температуры, для поддержания поверхности необходимыми материалами, а также для формирования необходимого для жизни магнитного поля.

Исходя из всего вышесказанного, Земля является наиболее благоприятной планетой по своей масел, диаметру и плотности для зарождения и поддержания жизни: земной гравитации достаточно для удержания достаточно плотной атмосферы, а ее размеров – для сохранения внутренности планеты горячей и подвижной (к примеру, Марс в этом отношении является геологически мертвой планетой).

По мнению ученых, минимальная масса жизнепригодной планеты составляет 0.3 земной. Однако в некоторых случаях масса космического объекта не влияет не его вулканическую активность, как например, в случае с Ио (спутник Юпитера), который при весьма малой массе отличается высокой вулканической активностью благодаря гравитационным возмущениям, вызванным Юпитером.

Таким образом, масса не является единственным фактором влияющим на вероятность зарождения жизни на планете. Не маловажную роль играет также стабильность ее орбитальных и вращательных характеристик. Например, чем больше эксцентритет (различие между дальней и ближней по отношению к звезде точками орбиты), тем больше будут температурные колебания (что, конечно же, является значительной помехой для поддержания жизни на планете). Кроме того, жизнепригодная планета должна характеризоваться достаточно мягкой сменой сезонных температур. Например, отсутствие наклона оси вращения придет также к полному отсутствию времен года, то есть главного стимула развития бисферы. Однако если наклон наоборот будет слишком сильным, это приведет к весьма резкому перепаду сезонных температур. Кроме того, весьма важно, чтобы вращение планеты вокруг своей оси происходило достаточно быстро (для быстрой смены дня и ночи).

Что касается химического состава, то наиболее важными элементами для зарождения и поддержания жизни являются углерод, водород, кислород, и азот. Кроме того, важную роль для формирования ДНК и РНК играют сера и фосфор. Многие ученые считают, что большая часть воды, а также аминокислоты появились на поверхности Земли благодаря ее столкновениям с кометами (то есть из внешних областей Солнечной системы). Это дает специалистам повод предположить, что для успешного освоения жизнепригодных планет в первую очередь необходимо доставить на них необходимые для этого элементы.

Главный процесс, совершающийся в ноосфере,- неуклонное, все ускоряющееся накопление информации. Именно информация уже сегодня осознается человечеством как самое большое богатство, ему принадлежащее, как основной, непрерывно наращиваемый его капитал. Количество информации характеризует степень разнообразия данного объекта, уровень его организации. Разумно воздействуя на окружающую его природу, человек создает вторую, искусственную «природу», отличающуюся большей упорядоченностью, а стало быть, и большим количеством информации, чем естественная среда. Накопление такой производственной информации в ноосфере есть результат производственной деятельности человека, результат взаимодействия природы и общества.

Но общество способно накапливать информацию не только в средствах и продуктах труда, но и в системе научного знания. Познавая мир, человек обогащает себя и ноосферу научной информацией. Значит, источником накопления информации в ноосфере служит преобразовательная и познавательная активность человека. «Основной процесс накопления информации в ноосфере,- говорит А. Д. Урсул, - связан с ассимиляцией разнообразия за счет внешней, окружающей общество природы, в результате чего объем и масса ноосферы могут возрастать неограниченно».

Расширение ноосферы в космос в настоящее время выражается и в получении научной информации о космосе с помощью космонавтов и автоматов. Нет, однако, сомнений, что со временем возникнет и космическое производство, т. е. практическое освоение небесных тел, переделка ближнего, а может быть, и дальнего космоса по воле человека. Тогда из космоса будет поступать и производственная информация, первые зачатки которой в принципе уже существуют (например, разведка лунных недр, изучение лунного грунта). Ближний космос со временем станет местом обитания и трудовой деятельности человека. Ноосфера охватит сначала ближайшие к Земле небесные тела, а затем, быть может, и всю Солнечную систему. Как это произойдет? Каковы ближние и дальние перспективы освоения космоса?

Уже сегодня около Земли обращаются тысячи спутников. На околоземных орбитах начали действовать долговременные орбитальные станции со сменным персоналом. В будущем некоторые из них, вероятно, возьмут на себя функции заправочных станций для межпланетных пилотируемых ракет. Станет возможной и сборка космических кораблей на околоземных орбитах из блоков, предварительно доставленных в район «строительства». Семейство спутников разных типов и назначений обеспечит человечество постоянной научной информацией о событиях в космосе и на Земле.

Уже три небесных тела (Луна, Венера и Марс) временно обзавелись на наших глазах своими искусственными спутниками. Создание таких спутников, по-видимому, неизбежный этап в освоении планет (наряду с предварительной посылкой зондов в окрестности изучаемого небесного тела и на его поверхность). Есть все основания думать, что эта последовательность сохранится и в будущем, так что к концу века, возможно, за большинством планет станут следить зоркие глаза их искусственных спутников.

Луноходы и марсоходы (и вообще планетоходы) наряду с автоматическими неподвижными станциями, мягко севшими на поверхность изучаемых небесных тел, станут третьей очередью автоматов (после «пролетных» зондов с жесткой посадкой), изучающих соседние миры. Несомненно, что их совершенствование приведет к появлению таких космических автоматов, которые смогут выполнить почти любую задачу в космосе, в частности, взлет с планет и возвращение на Землю (как, например, было на Луне). На таком пути нет принципиально неразрешимых трудностей, но есть огромные технические проблемы, главная из которых, пожалуй, заключается в создании компактных, легких и в то же время эффективных тяговых систем.

Преимущества космических автоматов очевидны. Они не столь чувствительны к суровой космической среде, как человек, и их использование не грозит человеческими жертвами. Межпланетные автоматические станции гораздо легче пилотируемых космических кораблей, а это дает экономические выгоды при запуске. Хотя есть и другие преимущества автоматов перед человеком, все же освоение Солнечной системы осуществится, разумеется, не только автоматами, но и людьми. И здесь можно найти немало аналогий из земного опыта.

Разведка Антарктиды началась с плаваний около ее берегов. За ними последовали кратковременные высадки на берег и экспедиции внутрь материка вплоть до Южного полюса. Наконец, на наших глазах в Антарктиде обосновались постоянные научные станции (со сменным персоналом). Возможно, что со временем начнется планомерное заселение Антарктиды, сопровождающееся изменением ее природы в сторону, благоприятную для человека.

Луна намного суровее Антарктиды. Но хотя ее отделяют от Земли более трети миллиона километров, она начала осваиваться гораздо более быстрыми темпами, чем самый южный земной материк. Сначала (с 1959 г.) космические зонды пролетали вблизи Луны. Затем вокруг Луны появились первые искусственные спутники. За ними последовали жесткие прилунения. Наконец, космические автоматы мягко опустились на лунную поверхность, предварив этой разведкой соседнего мира первые лунные экспедиции. Что будет дальше, предусмотреть нетрудно. После серии новых экспедиций луноходов и космонавтов, которые соберут достаточно обстоятельную информацию о соседнем мире, на Луне, вероятно, возникнут сначала временные, затем постоянные научные станции. Следующий же шаг в освоении Луны выразится, вероятно, в ее постепенном заселении, в создании на ее поверхности постоянных энергетических установок, в развитии лунной индустрии, в широком использовании местных ресурсов вещества и энергии.

Есть два пути приспособления человека к враждебным ему условиям космической среды. В кабинах космических кораблей системы жизнеобеспечения создают миниатюрный «филиал Земли», земной комфорт. В микромасштабе ту же функцию выполняют скафандры. На первых стадиях освоения Луны и других небесных тел эта методика и впредь останется единственно возможной. Но, «закрепившись на Луне, построив первые лунные жилища, по характеру системы жизнеобеспечения напоминающие кабины космических кораблей, человечество, возможно, приступит к реорганизации самой Луны, к искусственному созданию на ней в глобальном масштабе обстановки, пригодной для обитания. Иначе говоря, не пассивное приспособление к внешней враждебной космической среде, а ее изменение в сторону, благоприятную человеку, активная переделка внешней среды в «земноподобном» духе - вот второй путь, обеспечивающий возможность расселения человечества в космосе.

Конечно, второй путь труднее первого. В некоторых случаях он неосуществим или, выразимся осторожнее, кажется неосуществимым в рамках известной нам техники. Например, создание вокруг Луны постоянной атмосферы за счет газов, полученных искусственно из лунных пород, представляется проектом нереальным, фантастическим, главным образом из-за слабости лунной гравитации. Тяжесть на лунной поверхности в 6 раз меньше земной и искусственная лунная атмосфера должна быстро улетучиться. Но тот же проект для Марса принципиально вполне осуществим и можно думать, что когда-нибудь усилия человечества превратят Марс во вторую маленькую Землю.

Из всех планет Солнечной системы Марс, вероятно, первым подвергнется «колонизации». Как ни суров его луноподобный облик, неожиданно для астрономов раскрытый средствами космонавтики, все же по совокупности признаков Марс наиболее близок к Земле. Пилотируемые полеты к Марсу и высадка первой экспедиции на Марсе проектируются до 2000 г. Однако уже сейчас Марс обзавелся искусственными спутниками и на его поверхность мягко опустились советские автоматические станции. Это случилось всего несколько лет спустя после достижения аналогичного этапа в изучении Луны, несмотря на то, что даже при наибольшем сближении с Землей Марс почти в 150 раз дальше Луны,- факт многозначительный, снова иллюстрирующий необычайно бурный прогресс космонавтики.

Если бы мы располагали двигателем, который на протяжении всего полета к Марсу давал бы космическому кораблю ускорение 9,8 м/с 2 , то до Марса можно было бы добраться всего за неделю. Сейчас не видно даже подхода к техническому решению такой задачи, но можно ли утверждать, что в будущем средства межпланетных сообщений останутся такими же, как и сегодня? Впрочем, если речь идет о Марсе, то и при современном уровне техники его освоение вполне возможно. Вероятно, заселению Марса будут предшествовать те же стадии, что и заселению Луны. Но этот далекий мир мы знаем гораздо хуже соседнего небесного тела и нас на Марсе наверняка ждут неожиданности. По этой причине (а также из-за удаленности Марса) его разведка, вероятно, растянется на большие сроки, чем разведка Луны.

Последние данные о Венере не располагают нас ни к ее посещению, ни тем более к ее заселению. Давление 10 МПа при температуре 500 °С - вот что характерно для поверхности Венеры. Прибавьте к этому постоянную плотную пелену облаков, создающую на поверхности планеты даже в полдень полумрак, ветры в удушающей атмосфере из углекислого газа, вероятно, полное отсутствие воды и, наконец, возможно, мощнейшие вулканические извержения - такова обстановка на Венере, по сравнению с которой фантастические картины ада иллюстрируют бедность человеческого воображения. Конечно, исследования Венеры будут продолжаться, в частности зондирование ее поверхности. Но об экспедиции на Венеру, по крайней мере в обозримом будущем, не может быть и речи.

Крайние планеты Солнечной системы - Меркурий и Плутон - наглядно демонстрируют собой крайность в физической обстановке на планетах. На дневной стороне Меркурия температура в полдень может подниматься до 510 °С. Температура на плохо изученном Плутоне, по-видимому, всегда близка к абсолютному нулю. Обе планеты значительно уступают в размерах Земле. Для наблюдателя, находящегося на Меркурии, Солнце выглядит по диаметру в 2,5 раза больше, чем с Земли. На небе Плутона Солнце - лишь ярчайшая звезда, правда, в 50 раз сильнее освещающая Плутон, чем Луна Землю в полнолуние. Обе планеты, несомненно, подвергнутся изучению с помощью автоматов в сравнительно недалеком будущем. Они окажутся удобными объектами для функционирования на их поверхности долговременных автоматических научных станций. Что же касается экспедиций на Меркурий и Плутон, если они и состоятся, то скорее всего лишь в отдаленном будущем: слишком непривычна и враждебна для земных существ обстановка на этих планетах и вряд ли когда-нибудь они будут заселены человеком.

Еще более непригодны для этой цели (а лучше сказать, совсем непригодны) планеты-гиганты Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. В основном они состоят из водорода (в свободном состоянии и в соединениях с азотом и углеродом). Возможно, что у них вовсе нет твердых поверхностей в земном понимании этого слова, т. е. они целиком газообразны, хотя в недрах планет-гигантов плотности газов могут быть очень большими. Эти тела по своей физической природе занимают промежуточное положение между звездами и планетами земного типа. До звезд они несколько «недотянули» по массе и потому в их недрах недостаточно жарко для возникновения протон-протонного цикла. От планет земного типа их отличает обилие легких элементов при крайне малой доле тяжелых. Атмосферы их, состоящие из водорода, метана и аммиака, обладают огромной толщиной, а большая масса планет-гигантов обусловливает колоссальное давление в глубине их атмосфер.

Зондирование планет-гигантов пролетными космическими автоматами уже началось (полеты аппаратов «Пионер-10» и «Пионер-11»). При некотором благоприятном расположении планет-гигантов возможно послать зонд, который в сравнительно короткий срок (около девяти лет) сможет облететь все планеты-гиганты, тогда как обычный полет к одному Нептуну занял бы около 30 лет. Секрет этого проекта, получившего наименование «межпланетного бильярда», заключается в том, что зонд разгоняется в окрестностях планет-гигантов их гравитационным полем. Каждая из планет выступает в роли ускорителя, что существенно уменьшает сроки долета. По такой методике американские автоматические станции уже обследовали Сатурн и Уран. Вполне, конечно, реально и отправление автоматических зондов в атмосферы этих планет, и создание вокруг них (как вокруг Венеры, Меркурия и Плутона) искусственных спутников. Вместо физически невозможного заселения планет-гигантов человечество, может быть, использует эти тела как практически неисчерпаемые резервы топлива для будущих термоядерных реакторов.

Главные из естественных спутников планет-гигантов по размерам сравнимы с Меркурием и даже с Марсом. Некоторые из них окружены атмосферой, состоящей из метана и углекислого газа. Они более сходны с Землей, чем их планеты, и не исключено, что освоение этих тел пойдет по тому же пути, что и освоение Луны и Марса. Организация научных станций и топливо-заправочных баз на спутниках Юпитера и Сатурна, быть может, станет необходимым при освоении окраин Солнечной системы. В принципе все спутники планет доступны не только автоматам, но и космонавтам.

Малые планеты (астероиды) и кометы, вероятно, не будут обойдены человечеством. На крупнейшие астероиды и спутники планет возможна посадка и людей, и автоматов. Меньшие же тела могут представлять интерес как источники топлива для космических ракет (ядра комет состоят из замерзших льдов воды, метана и аммиака) или как ресурсы полезных ископаемых (астероиды). Вполне возможно, что будущее поставит перед человечеством и такие задачи, о которых мы не имеем ни малейшего представления.

Освоение Солнечной системы - это не только полеты на планеты и их спутники, а также заселение некоторых из них людьми и автоматами. Предстоит также переделка нашей планеты Земли по вкусу и требованиям человечества. Не все нравится нам в нашей «космической колыбели». Пока человечество находилось в «младенческом» состоянии, с этим приходилось мириться. Но сейчас человечество настолько «повзрослело», что не только вышло из своей «колыбели», но и почувствовало в себе силы заняться коренной переделкой собственной планеты.

Нет недостатка в проектах искусственного изменения климата. Например, предлагается перегородить плотиной Берингов пролив и перекачивать атомными насосами теплую воду Тихого океана в Ледовитый океан. Есть немало проектов изменения направления Гольфстрима, в частности использование его для отепления североамериканского побережья. Есть проекты «оживления» Сахары и других пустынных районов Земли. Все эти проекты объединяет один недостаток - в них слабо учитываются последствия реализации каждого проекта, между тем как они могут оказаться катастрофическими (например, поворот Гольфстрима к побережью Северной Америки вызовет оледенение Европы). Теми же пороками страдают и проекты обширных водохранилищ, новых каналов и вообще всяких крупных искусственных изменений в физической природе Земли, в том числе искусственного уменьшения облачности или обильного дождевания.

Нет сомнений, что человек переделает Землю по-своему, но этой переделке должно предшествовать тщательное научно обоснованное прогнозирование последствий вмешательства человека в установившееся равновесие природных явлений. Не умея пока что переделать собственную планету, человечество тем не менее обсуждает радикальные проекты переделки всей Солнечной системы. Нашу самоуверенность можно, пожалуй, оправдать тем, что реализация этих проектов - дело далекого будущего, дело неимоверно трудное, к которому надо готовиться загодя.

В астрономии по традиции принято называть планеты небесными землями. Условность этого термина ныне очевидна: даже в нашей Солнечной системе, строго говоря, ни одна планета не похожа на Землю. Переделка Солнечной системы, очевидно, в качестве главной цели будет преследовать исправление этого «недостатка природы». Говоря яснее, человечество, вероятно, построит вокруг Солнца искусственные, годные для жизни сооружения, максимально использующие запасы вещества планет и животворящую энергию Солнца. Истоки этой идеи мы находим у К. Э. Циолковского в его проекте создания искусственных планет земного типа или гораздо меньших «космических оранжерей». С точки зрения (чисто количественной) запаса вещества в одних планетах-гигантах вполне хватило бы на изготовление нескольких сотен «искусственных земель» или нескольких сотен тысяч «космических оранжерей». В принципе можно было бы перевести все их на более близкие к Солнцу орбиты. Беда в том, что качественно планеты-гиганты для этой цели неподходящи: нельзя же строить «искусственные земли» из водорода или других газов (если, конечно, не предварить это строительство термоядерным синтезом тяжелых элементов).

Некоторые авторы (И. Б. Бестужев-Лада и независимо от него Ф. Дайсон) предложили окружить Солнце исполинской искусственной сферой, на внутренней стороне которой разместить весьма многочисленное к тому времени человечество. Такая сфера полностью улавливала бы излучение Солнца и эта энергия стала бы одной из основных энергетических баз бывших землян («бывших» потому, что на постройку такой сферы придется, быть может, израсходовать вещество всех планет, в том числе и Земли). Несколько лет назад было показано, что сфера Дайсона динамически неустойчива, а значит, и непригодна для обитания.

В некоторых проектах предлагается, не покидая нашу «колыбель» и «не стирая ее в порошок», наращивать Землю извне за счет вещества других планет. Очевидно, при таком наращивании все новых и новых этажей прогрессивно будет возрастать сила тяжести, что сильно затруднит не только строительство «новой Земли», но и обитание на ней чрезмерно «отяжелевших» людей. В проектах профессора Г. И. Покровского взамен сферы Дайсона предлагаются устойчивые твердые динамические конструкции, которые, быть может, будут созданы вокруг Солнца из вещества планет. Во всех этих проектах, кажущихся совершенно фантастическими, безусловно, верна основная идея: освоение Солнечной системы человечеством завершится лишь тогда, когда оно полностью и наиболее удобным для себя образом использует вещество и энергию этой системы. Тогда ноосфера займет, вероятно, все околосолнечное пространство.

Для современного этапа космонавтики характерно создание поколений орбитальных станций постепенно усложняющихся конструкций. Таковы советские станции «Салют» и «Мир». Американский ученый О"Нейл разработал проекты весьма крупных обитаемых космических конструкций цилиндрического типа. Предполагается, что в таких орбитальных станциях, где должна быть создана землеподобная обстановка, смогут обитать десятки тысяч землян. Разумеется, утопичным выглядит намерение О`Нейла постепенно переселить в его «цилиндры» большую часть населения Земли, но что подобные сверхкрупные орбитальные станции появятся на околоземных орбитах, в этом вряд ли может быть сомнение. Характерно, что на таких станциях из-за их вращения будет создаваться искусственная тяжесть. Период легкомысленного увлечения невесомостью давно прошел. Стало очевидным, что невесомость - серьезное препятствие к широкому освоению Солнечной системы. При длительной невесомости количество эритроцитов в крови уменьшается, соли кальция выходят из организма, что постепенно разрушает скелет, так что борьба с невесомостью только начинается.

Для переделки Солнечной системы нужны колоссальные затраты энергии. Сегодня ясно, что эту энергию дадут внеземные орбитальные солнечные энергоустановки. За пределами атмосферы они будут постоянно освещаться Солнцем и плохая погода не будет им мешать. Возможно, что солнечную энергию будет целесообразно сначала перевести в электромагнитную энергию (микроволновое излучение), которое затем с помощью рефлектора передавать на Землю. Инженерные проекты орбитальных солнечных энергостанций показывают, что уже завтра возможно создание на орбитах таких станций, которые по своей мощности не будут уступать крупнейшим земным гидроэлектростанциям. Об этом убедительно и увлекательно рассказывает Я. Голованов в книге «Архитектура невесомости», которую автор горячо рекомендует читателю.

Таким образом, уже сегодня человечество располагает средствами, необходимыми для освоения Солнечной системы. Известно, что это освоение - часть знаменитого плана К. Э. Циолковского по освоению космоса в целом. Насколько реальны планы К. Э. Циолковского в философском отношении, рассказано в книге известного советского философа академика А. Д. Урсула. На наших глазах по логике развития космонавтики возникает индустрия в космосе. Одна из ближайших ее задач - использование богатств планетных недр.

Использование планетных недр

Недра в эволюции жизни на Земле сыграли важную роль. Как уже говорилось, само возникновение жизни на нашей планете, по-видимому, вызвано извержением на поверхность содержимого земных недр (гипотезы Е. К. Мархинина и Л. М. Мухина). Когда в ходе эволюции цивилизация достигла достаточно высокого технического уровня, началось широкое использование земных недр. В наши дни для всех стало очевидным, что ресурсы Земли, увы, исчерпаемы и что, скажем, запаса топлива в земных недрах (при сохранении нынешних темпов роста добычи) хватит человечеству самое большое на 100-150 лет, а нефти - и того меньше. Правильно говорил К. Э. Циолковский, что только наше невежество заставляет нас пользоваться ископаемым топливом. Следовательно, человечеству предстоит в ближайшее столетие перейти с ископаемого топлива на другие виды энергии (например, солнечную). Обращаясь к телам Солнечной системы, мы прежде всего констатируем, что недра планет и их крупных спутников представляют собой богатейшие кладези полезных ископаемых. Промышленная разработка недр начнется, вероятно, с Луны. В различных проектах предполагается, что на Луне будут добываться прежде всего необходимые для строительства металлы: алюминий и титан, а также кремний. По проекту О"Нейла электромагнитные катапульты смогут с Луны перебрасывать добытые материалы в район строительства. По его расчетам, для отправки с Луны миллиона тонн сырья и материалов достаточно 150 человек. Предполагается, что в космосе будет построена специальная «ловушка», которая будет хватать лунные посылки, нужные для «эфирных поселений». Насколько серьезны эти проекты, свидетельствует то, что недавно проекты О"Нейла рассмотрены и одобрены специалистами НАСА, которые опубликовали официальный документ «Космическая цивилизация - проектное исследование», в котором признаны верными все расчеты О"Нейла. Не приходится сомневаться, что по примеру Луны со временем начнут разрабатываться и сырьевые ресурсы других планет. У планет земного типа богатства недр, вероятно, напоминают земные. У планет-гигантов главное богатство - обилие водорода, практически неисчерпаемого для термоядерных установок.

Среди астероидов могут найтись такие, которые содержат большие запасы железа или других металлов. Уже сегодня существуют проекты отбуксирования таких астероидов в окрестности Земли, где они подвергнутся тщательной разработке. Советский ученый А. Т. Улубеков обстоятельно исследовал вопрос о богатстве внеземных ресурсов. Эта работа показывает, что человечество, по словам К. Э. Циолковского, действительно может приобрести «бездну могущества» в ходе планомерного освоения Солнечной системы. Еще в 1905 г. К. Э. Циолковский в своей работе «Реактивный прибор как средство полета в пустоте и атмосфере» писал: «Работая над реактивными приборами, я имел мирные и высокие цели: завоевать Вселенную для блага человека, завоевать пространство и энергию, «испускаемую Солнцем». Но на пути к этому светлому будущему в наши дни встали темные силы зла, грозящие уничтожением всей жизни на нашей планете.