Как Илон Маск пытается колонизировать Марс и с какими проблемами может столкнуться?

Основатель SpaceX и предприниматель Илон Маск заявил, что планирует к 2050 году поселить на Марсе миллион человек. Представления марсианского мегаполиса, утопающего в зелени, хромированных канатных дорогах и людьми в униформе Jetsons, уже давно живут в воображении публики, начиная с научно-фантастических романов Рэя Брэдбери и заканчивая Арнольдом Шварценеггером в фильме «Вспомнить все».

«Это просто то, что присуще людям — желание заглянуть за этот следующий мост», — сказал Кристофер Эдвардс, изучающий планетологию и участвующий в разработке приборов в Университете Северной Аризоны.

Цель Маска выходит за рамки простого стремления. Он сказал, что постоянная колония на Красной планете могла бы поддержать наш вид, если все человечество на Земле исчезнет.

План Маска по колонизации Марса

Планы Маска относительно Марса опираются на одного могучего скакуна — космический корабль SpaceX Starship, почти 400-футовый космический аппарат, построенный для многократного использования. Выступая в четверг на Международном астрономическом конгрессе, он подсчитал, что первый беспилотный космический корабль может приземлиться на Марсе в ближайшие три-четыре года. Его ранние планы включают отправку беспилотных кораблей на поверхность Марса, а затем отправку людей. Как только эти первые миссии приземлятся, они будут работать над преобразованием воды и CO2 с поверхности Марса в жидкий кислород и метановое топливо, которые питают Космический корабль.

После того, как звездолеты будут заправлены, они смогут отправиться обратно на Землю. Первоочередной задачей SpaceX является «создание грузового маршрута на Марс», — сказал Маск газете Washington Post в 2016 году. После первых полетов Маск хочет массово привлекать людей для строительства колоний и фабрик, чтобы сделать планету самодостаточной. Главным из этих приоритетов является строительство завода по производству ракетного топлива, что сделает Марс форпостом для космических путешествий. С Марса, сказал Маск IAC, люди могли бы отправиться к поясам астероидов, спутникам Юпитера и Сатурна, а также к поясу Койпера. На раннем этапе людям на Марсе пришлось бы жить в гигантских стеклянных куполах, похожих на теплицы. Однако в конце концов он сказал, что надеется согреть планету, чтобы сделать ее пригодной для жизни.

Именно здесь некоторые ученые начинают видеть проблемы с планами Маска.

Проблема 1: недостаточно CO2 для преобразования атмосферы

Маск заявил, что планирует использовать природные ресурсы Марса для преобразования его атмосферы, превратив планету в более теплое и влажное место, подобное Земле. Этот процесс, называемый терраформированием, основан на предпосылке, что на Марсе достаточно CO2. Молекулы углекислого газа отлично улавливают инфракрасные лучи солнца. Вот почему Земля нагревалась со времен промышленной революции, когда люди начали выбрасывать в атмосферу больше CO2 и других парниковых газов. По сути, терраформирование Марса включало бы таяние его полярных ледяных шапок, что привело бы к высвобождению запасов CO2. Затем эти молекулы, улавливающие тепло, могли бы проникнуть в атмосферу и со временем нагреть планету.

На бумаге это звучит правдоподобно, но с этим есть несколько проблем, считает американский ученый Эдвардс.

У нас просто нет технологий или ресурсов на Марсе, чтобы сделать терраформирование реальностью в ближайшем будущем. И даже если бы мы это сделали, исходя из самых смелых предположений, на Марсе просто недостаточно CO2, который вы могли бы мобилизовать и создать длительную атмосферу.

Более того, по его словам, даже если бы там было достаточно молекул CO2, чтобы создать плотную атмосферу, подобную земной, на Марсе отсутствует магнитное ядро, которое удерживало бы защитные газы от выветривания с течением времени.

Маск также признал проблемы, связанные с этой частью плана.

Проблема 2: трудно доставить людей на Марс

В более краткосрочной перспективе также существует проблема доставки людей на Марс. Большинство миссийпросто пролетали мимо планеты или вращались вокруг нее. Из миссий, которые пытались приземлиться, только 40% были успешными, и ни в одной из них не было людей. Несмотря на то, что Маск произвел революцию в других областях ракетной промышленности, доставить ракету на Марс «действительно сложно», сказал Брюс Якоски, планетолог и главный исследователь спутника Mars Maven.

Звездолету еще предстоит совершить успешный испытательный полет. И все же Маск заявил, что планирует отправить первого человека на Марс к 2029 году. Хотя Якоски восхищается всем, что Маск сделал для оживления общественного интереса к космосу, он «не считает свой подход к колонизации Марса реалистичным или даже правдоподобным».

Проблема 3: что, если на Марсе уже есть жизнь?

Если Маск добьется успеха и доставит людей на Марс до того, как ученые закончат изучать его поверхность, это может помешать человечеству «совершить одно из величайших открытий всех времен», — сказал Эндрю Коутс, профессор физики в Лаборатории космических наук Малларда Университетского колледжа Лондона. То есть, наконец, ответить на вопрос: «Одни ли мы?»

Коутс, который является главным исследователем предстоящей миссии по исследованию Красной планеты, сказал, что Марс привлекателен не просто так. Здесь есть много условий, которые сделали бы его хорошим местом для поселения. На планете есть замерзшая вода, которую можно было бы растопить для получения питьевой воды и производства большего количества ракетного топлива. По словам Коутса, есть некоторые химические элементы, которые ученые ищут при создании пригодных для жизни помещений, включая углерод, водород, азот, кислород, фосфор и серу. Но именно эти элементы также являются причиной, по которой он считает, что мы должны оставить эту затею.

Ученые полагают, что примерно 3-4 миллиарда лет назад Марс был очень похож на Землю. У него была плотная защитная атмосфера, а некоторые части были покрыты гигантскими озерами жидкой воды, в которых, возможно, содержалась жизнь. По словам Коутса, если люди каким-то образом успешно терраформируют Марс, изменение его глобального климата может разрушить почву и лед, которые могут сохранить свидетельства древней инопланетной жизни.

На мой взгляд, это было бы «космическим вандализмом — изменить окружающую среду Марса по сравнению с тем, какой она является на данный момент».

По его словам, отправка миллиона человек на Марс может нарушить сбор материалов, которые могли бы помочь ученым доказать, что жизнь может существовать за пределами Земли.

Проблема 4: наши тела подверглись бы бомбардировке радиацией

Ученые до сих пор не знают, как наши тела и разум справились бы с нахождением на другой планете в течение длительного периода времени. Большая часть того, что мы знаем, поступает от астронавтов, находящихся на Международной космической станции, которая находится в пределах защитной магнитосферы Земли. Физиологические последствия пребывания на МКС «не идут ни в какое сравнение с тем, что может произойти во время путешествия на Марс», — сказала Рейчел Зайдлер, профессор прикладной физиологии и кинезиологии Флоридского университета, изучающая астронавтов.

По оценкам НАСА, астронавты, путешествующие за пределы МКС, будут подвергаться воздействию радиации, эквивалентной 150-6000 рентгеновским снимкам грудной клетки, в зависимости от того, как долго они находятся в космосе и каким видам космического излучения они подвергаются. Определенные виды излучения, например, от мощных солнечных извержений, более разрушительны, чем другие, например, ультрафиолетовое излучение солнечного света. Атмосфера Земли защищает нас от самых суровых форм радиации. Но на Марсе, где атмосфера более чем в 100 раз тоньше, чем на Земле, космическое излучение может бомбардировать поверхность.

Космическое излучение может вызвать рак, нанести вред нервной и сердечно-сосудистой системам и вызвать утечку защитных мембран мозга, написал Зайдлер для The Conversation.

Исследования длительного радиационного воздействия на мышах показали, что космические лучи могут вызывать признаки повышенной тревожности, снижение социального поведения и ухудшение памяти. Чтобы избежать радиационного ущерба, терраформирование должно было бы стать реальностью, иначе людям пришлось бы жить под землей полный рабочий день, что не идеально для людей, привыкших к открытому воздуху и свободе Земли, сказал Коутс. Он добавил, что нынешние представления о Марсе, с растениями, растущими в красивых открытых колониях, «очень, знаете ли, романтизированы». Реальность жизни на красной планете, вероятно, была бы намного более пыльной и безрадостной, чем люди могут подумать.

Проблема 5: более низкая гравитация также может негативно сказаться на человеческом теле

Люди эволюционировали, чтобы перемещать жидкости, такие как кровь и вода, по нашему телу против силы тяжести, объяснила Зайдлер. Поскольку гравитация на Марсе на 62,5% меньше, чем на Земле, нашим телам пришлось бы изменить способ перемещения жидкости. Зайдлер сказала, что у астронавтов, которых она наблюдала до сих пор, жидкости организма имеют тенденцию стекать к голове и верхней части тела, в результате чего мозг располагается выше в черепе. Это также может привести к тому, что задняя часть глаз астронавтов станет плоской, что может повлиять на их зрение. Многие из этих симптомов проходят, когда люди возвращаются на Землю. Но что произойдет, если они никогда не вернутся?

Проблема 6: ущерб психическому здоровью может быть огромным

Наконец, ученые выразили обеспокоенность по поводу того, что дальние космические путешествия могут повлиять на психическое здоровье людей. По словам Зайдлер, в предыдущих космических миссиях НАСА полагалось на тщательно выстроенную командную динамику для поддержания психического здоровья. Но Маск сказал, что хочет, чтобы марсианское правительство было с прямой демократией. Наличие колонии в космосе без определенной иерархической структуры может оказаться сложной задачей для людей. Несмотря на эти ограничения, Зайдлер, называющая себя оптимистом, сказала, что научные разработки, направленные прямо сейчас на смягчение некоторых из этих проблем со здоровьем, многообещающи. Это включает в себя использование лекарств для борьбы с лучевой болезнью, добавок для поддержания здоровья костей в условиях низкой гравитации, скафандров, улучшающих кровообращение астронавтов, и многое другое.

Другие варианты для колонизации

По соседству с нами в космосе есть и другие потенциально пригодные для жизни миры, такие как спутники Сатурна Энцелад или Титан, или спутник Юпитера Европа.

Но эти миры находятся на сотни миллионов миль дальше Марса, и добраться до Марса уже достаточно сложно. К тому же есть один мир, который намного ближе, чем Марс. По словам Коутса, некоторые из тех же причин, по которым Маск хочет отправиться на Марс — использовать его как место для промышленности, как безопасное убежище от обреченной Земли, как аванпост для исследований, — возможны и на Луне.

На самом деле, один из других миллиардеров, претендующих на космос, Джефф Безос, выбрал лунные колонии в качестве отправной точки для своего покорения космоса. Кроме того, заселение Луны сократило бы расходы. В 2019 году Маск подсчитал, что колонизация Марса обойдется в сумму от 100 миллиардов до 10 триллионов долларов. Для сравнения, согласно анализу Центра стратегических и международных исследований за 2009 год, создание лунной базы обошлось бы в 35 миллиардов долларов. На сегодняшний день это составляет 50 миллиардов долларов — вдвое меньше, чем по более низкой оценке Маска. По словам Коутса, Луна особенно интригует, если учесть, что на ее южном полюсе есть запасы ледяной воды, которые можно было бы использовать для производства пригодного для дыхания кислорода и ракетного топлива.

Брюс Якоски сказал, что прямо сейчас попытки колонизировать какую-либо планету, вероятно, нежизнеспособны, но он действительно видит будущее, в котором эти колонии могут быть возможны, но просто пока не считает это необходимым.