Голубая точка. Космическое будущее человечества - Карл Саган

Эту идею вскоре подхватили многие писатели, не прекращающие лавировать между наукой и научной фантастикой, где наука стимулирует фантастику, а фантастика воспитывает новые поколения ученых. Польза получается обоюдной. Но уже понятно, что следующий этап – засевание Венеры специальными фотосинтезирующими организмами – не наступит. После 1961 г. мы открыли, что облака Венеры представляют собой концентрированный раствор серной кислоты, генетическая инженерия для такой среды становится гораздо более нетривиальной. Но эта ошибка как таковая не является критической. Существуют микроорганизмы, которые проводят всю жизнь в концентрированных растворах серной кислоты. Вот в чем фатальный просчет: в 1961 г. я думал, что атмосферное давление на поверхности Венеры составляет несколько бар, то есть в несколько раз выше атмосферного давления у поверхности Земли. Сейчас известно, что оно равно 90 бар, поэтому если бы описанная схема сработала, то вся поверхность планеты оказалась бы покрыта тончайшим графитом, слой которого имел бы толщину в несколько сотен метров. Полученная атмосфера почти полностью состояла бы из чистого молекулярного кислорода, оказывая давление 65 бар. Что случилось бы раньше – мы взорвались бы в условиях такого атмосферного давления или воспламенились в этом кислороде, вопрос остается открытым. Однако задолго до того, как на Венере успели бы накопиться такие объемы кислорода, графит спонтанно выгорал бы до углекислого газа, и процесс замыкался бы. В лучшем случае такая схема допускает лишь частичное терраформирование Венеры.

Допустим, что к началу XXII в. у нас будут сравнительно недорогие грузоподъемные ракеты-носители, на которых можно было бы доставлять к другим мирам много полезного груза; многочисленные мощные термоядерные реакторы; развитая генная инженерия. Учитывая современные тенденции, все три эти предположения обоснованны. Могли бы мы терраформировать планеты?[67] Джеймс Поллак из Исследовательского центра Эймса в составе НАСА и я исследовали эту проблему. Вот краткое содержание того, что нам удалось обнаружить.

ВЕНЕРА. Определенно, основная проблема с Венерой – мощный парниковый эффект. Если бы мы могли снизить его почти до нуля, климат на планете стал бы мягким и влажным. Но атмосфера из углекислого газа, оказывающая давление 90 бар, удушающе плотная. На каждый участок поверхности, сравнимый по площади с почтовой маркой, давит столб атмосферы, сопоставимый с шестью футболистами, уложенными друг на друга. Чтобы избавиться от такой атмосферы, потребовалось бы немало времени.

Допустим, мы бы бомбардировали Венеру астероидами и кометами. При каждом столкновении планета теряла бы часть атмосферы. Однако, чтобы утилизировать ее почти полностью, потребовалось бы больше крупных астероидов и комет, чем есть в наличии – как минимум в планетной части Солнечной системы. Даже если бы существовало такое множество потенциальных «бомб», даже если бы нам удалось столкнуть их все с Венерой (это исчерпывающее решение проблемы межпланетных столкновений), подумайте, что бы мы потеряли. Кто знает, какие чудеса, какие практичные сведения скрывают эти тела? При этом мы бы также уничтожили большую часть роскошной поверхностной геологии Венеры, которую мы только начали понимать и которая могла бы многое поведать нам о Земле. Это пример грубого терраформирования. Думаю, нам следует решительно отказаться от таких методов, даже если когда-нибудь они станут для нас осуществимы (в чем я очень сомневаюсь). Мы хотим чего-нибудь более красивого, тонкого, бережного по отношению к окружающей среде других миров. Некоторые подобные достоинства есть у подхода с использованием бактерий, но он, как мы уже убедились, не позволяет справиться с задачей.

Можно представить себе такой вариант: измельчить темный астероид до состояния пыли и распределить этот порошок в верхних слоях венерианской атмосферы либо поднять такую пыль с поверхности планеты. Получился бы физический эквивалент той ядерной зимы, которая определила земной климат после мел-палеогенового столкновения. Если существенно ослабить поток солнечного света, попадающего на планету, поверхностная температура должна снизиться. Но по определению при таком подходе Венера погружается в глубокую тьму, днем там должно быть не светлее, чем в лунную ночь на Земле. Душная сокрушительная 90-барная атмосфера никуда бы не делась. Поскольку поднятая таким образом пыль будет осаждаться с периодичностью в несколько лет, ее уровень придется с такой же периодичностью обновлять. Возможно, такая практика будет приемлема при кратких исследовательских экспедициях, но получаемая в результате окружающая среда кажется слишком суровой для существования самодостаточного человеческого общества на Венере.

Мы могли бы расположить на орбите Венеры гигантский искусственный солнцезащитный экран, чтобы охладить поверхность; но этот проект был бы невероятно дорогим, а также имел бы многие недостатки, присущие пылевому слою. Однако если бы температуру атмосферы удалось существенно снизить, то углекислый газ мог бы выпасть в виде осадков. На Венере настал бы переходный период, в который бы появились углекислотные океаны. Если бы эти океаны удалось накрыть, чтобы предотвратить повторное испарение – например, налить сверху океаны воды, растопив большой ледяной спутник, доставленный из внешней части Солнечной системы, – то углекислый газ вполне можно было бы вывести из атмосферы, и Венера превратилась бы в водный (или слабогазированный) мир. Также предлагались способы преобразования углекислого газа в карбонатные породы.

Все эти предложения по терраформированию Венеры по-прежнему грубые, некрасивые и абсурдно дорогие. Желаемые метаморфозы этой планеты могут оказаться за пределами наших возможностей еще очень долго, даже если мы сочтем такое начинание правильным и ответственным. Азиатская колонизация Венеры, которую представлял себе Джек Уильямсон, должна развернуться где-нибудь в другом месте.

МАРС. На Марсе мы сталкиваемся с прямо противоположной проблемой. Там не хватает парникового эффекта. Эта планета – замерзшая пустыня. Но тот факт, что 4 млрд лет назад на Марсе, по-видимому, были полноводные реки, озера и, возможно, даже океаны – когда Солнце сияло не так ярко, как сегодня, – заставляет задуматься, присуща ли марсианскому климату какая-то естественная нестабильность, что-то висящее на волоске, что может сработать от малейшего толчка и естественным образом вернуть планету в ее древнее благоприятное состояние. Сразу необходимо отметить, что при этом будут уничтожены марсианские формы рельефа, содержащие важнейшую информацию о прошлом, – в особенности это касается слоистого полярного ландшафта.

Насколько нам известно на примере Земли и Венеры, диоксид углерода – парниковый газ. На Марсе найдены минералы-карбонаты, а в одной из полярных шапок – сухой лед. Из них можно выделить углекислый газ. Но чтобы добиться такого парникового эффекта, который позволил бы установить на всем Марсе комфортные температуры, потребовалось бы вспахать всю поверхность планеты и обработать ее на глубину нескольких километров. Кроме ошеломительных инженерных сложностей, которые возникнут при этом на практике – независимо от того, будет ли задействоваться энергия ядерного синтеза, – и неудобств, с которыми придется столкнуться любым закрытым экосистемам, каковые земляне уже успеют оборудовать на планете, такой проект будет означать безответственное уничтожение уникального научного ресурса и базы данных – марсианской поверхности.

Что насчет других парниковых газов? В качестве альтернативы можно было бы взять на Марс хлорфторуглероды, предварительно синтезированные на Земле. Насколько нам известно, эти искусственные вещества не встречаются больше нигде в Солнечной системе. Вполне реально произвести хлорфторуглероды на Земле в достаточном количестве для обогрева Марса, поскольку случайно, пользуясь современными технологиями, мы умудрились синтезировать их столько, что поспособствовали глобальному потеплению на нашей планете. Однако доставка этих веществ на Марс будет дорогостоящей. Даже при применении ракет-носителей класса «Сатурн-5» или «Энергия» потребовалось бы выполнять по одному запуску в день на протяжении столетия. Однако, возможно, их удалось бы синтезировать из фторсодержащих минералов на Марсе.

Кроме того, у этой технологии есть серьезный недостаток. Как и на Земле, хлорфторуглероды на Марсе будут мешать формированию озонового слоя. При помощи хлорфторуглеродов на Марсе можно достичь комфортных температур, но при этом интенсивность солнечного ультрафиолета гарантированно останется крайне опасной. Возможно, солнечное ультрафиолетовое излучение удалось бы абсорбировать, оставив в атмосфере слой тончайшей астероидной пыли (или поднять такую пыль с поверхности), внедрив строго отмеренные дозы такого материала в атмосферу выше хлорфторуглеродного слоя. Но тогда мы оказываемся в сложном положении и должны бороться с распространением побочных эффектов, причем для устранения каждого эффекта потребуется отдельное масштабное технологическое решение.