Материал представляет собой текстовый перевод видео, подготовленный в рамках работы студенческого переводческого бюро Тольяттинского государственного университета.

Марс, в сущности, редкостная дыра, в которой нет практически ничего для поддержания жизни. Похоже, максимум, на что мы сможем рассчитывать – это часто сменяющие друг друга небольшие группы колонистов, живущие исключительно под землёй. Однако Марс можно терраформировать. Но чтобы это сделать, сначала придётся превратить его в ещё более ужасное место, покрыв планету океанами лавы с помощью гигантских лазеров.

Источник: freepik.com

И это не какая-то научно-фантастическая выдумка. Терраформирование Марса вполне реально, а времени на него уйдёт примерно столько же, сколько на строительство великих чудес света в древности. И произойдёт это не в таком уж далёком будущем – если человечество разберётся со своими насущными проблемами и отправится в космос, чтобы освоить Солнечную систему.

Итак. Как же нам быстро терраформировать Марс? Что ж, это непросто.

Марс сухой, на нём нет почвы, на которой могло бы что-нибудь вырасти. Слой атмосферы слишком тонкий, чтобы можно было дышать, и не защищает от радиации, что означает высокий риск развития рака. Поэтому, чтобы превратить Марс в новый дом для человечества, необходимо создать на нём полноценную атмосферу, как на Земле. Атмосфера должна состоять из 21 % кислорода, 79 % азота и небольшого количества углекислого газа, а также иметь среднюю температуру 14 °C и давление ниже 1 бара.

Чтобы подготовить на планете условия для жизни, нам предстоит создать на Марсе океаны и реки, а также слой плодородной почвы. Затем мы создадим на поверхности планеты биосферу, а для её устойчивости организуем защитные меры, которые смогут выдержать испытание временем.

Это сложно. Но не в том случае, если у вас есть гигантский лазер.

Задача № 1: атмосфера

Всего 4 миллиарда лет назад на Марсе были и богатая кислородом атмосфера, и бескрайние океаны, и реки. В таком виде планета существовала несколько сотен миллионов лет, пока ультрафиолетовые лучи не разрушили атмосферные газы, а затем и океаны, которые смело солнечным ветром. Сегодня Марс – сухая, бесплодная пустошь.

К счастью, в недрах Марса и в полярных шапках сохранилось в замороженном виде значительное количество воды. Её вполне достаточно для создания мелкого океана. Огромное количество кислорода содержится в марсианских породах, например, в оксиде железа (благодаря которому планета имеет цвет ржавчины), а в карбонатах имеется углекислый газ. Чтобы высвободить эти газы, нам нужно повернуть вспять реакции, которые «заперли» их в породах, с помощью термораспада, который происходит при таких же температурах, как на поверхности Солнца. Словом, нам нужно расплавить поверхность Марса.

Лучший способ сделать это – установить на орбите Марса лазеры и направить их лучи на планету. Самый мощный лазер на сегодняшний день – это ELI-NP, чьи лучи способны достичь мощности 10 петаватт в течение триллионной доли секунды. Чтобы расплавить Марс, нам потребуется лазер вдвое мощнее, причём работающий непрерывно. Проще всего будет использовать лазер с солнечной накачкой, который может работать непосредственно от солнечной энергии. В таком лазере используются стеклянные стержни с добавлением металла, которые поглощают энергию и высвобождают её в виде лазерного луча. Если разместить в космосе огромные зеркала, общая площадь которых будет превышать площадь США примерно в 11 раз, мы сможем сфокусировать достаточно солнечного света, чтобы расплавить поверхность Марса. Так и сделаем!

При попадании лазерных лучей на поверхность планеты из каждого кубического метра расплавленной породы выделится около 750 килограммов кислорода и углекислого газа. Для того, чтобы получить нужное нам количество кислорода, достаточно будет расплавить только верхние 8 метров поверхности.

Выглядеть это будет ужасающе. Небо окутают бури, а поверхность планеты, покрытая потоками расплавленной лавы, раскалится докрасна. Лазерные лучи без устали будут проносится по планете, оставляя за собой ослепительно яркие следы. После того, как лучи будут отключены, поверхность быстро остынет. Пойдёт странный снег – пепел, который образуется при застывании различных химических элементов, например, кремния и железа. На этом этапе Марс остаётся холодной планетой.

Благоприятным побочным эффектом этого ада станет то, что вся вода из полярных шапок, и даже та, что находилась глубоко под землёй, поднимется в небо в виде горячего пара, образуя облака, которые обрушатся на всю планету сильными дождями. Благодаря этому из атмосферы будут вымыты вредные газы, например хлор, а также вредные элементы, которые накапливаются на поверхности. В конце образуются мелководные океаны, более солёные, чем на Земле. Возможно, после этого нам придётся провести дополнительную очистку планеты.

Чтобы создать атмосферу с высоким содержанием кислорода, потребуется около 50 лет непрерывной лазерной генерации. Можно было бы воспользоваться случаем и в определённых местах забуриться поглубже, чтобы вырыть бассейны для солёных океанов или рек и сохранить некоторые местные достопримечательности, такие как вулкан Олимп и долины Маринер.

Однако это ещё не всё.

Получившаяся атмосфера состоит почти на 100 % из кислорода и имеет давление всего 0,2 бара – трудно дышать и при этом очень огнеопасно. Чтобы сделать атмосферу более безопасной и похожей на земную, нам нужно добавить в неё много азота, которого, к сожалению, на Марсе недостаточно. Нам потребуется его импортировать.

Идеальным источником азота является Титан, крупнейший спутник Сатурна. Он покрыт плотной атмосферой, почти полностью состоящей из азота. Итак, нам необходимо перенести 3 000 триллионов тонн из внешней Солнечной системы на Марс. Хотя это и нелегко, но вполне выполнимо. Чтобы переработать такой объём азота, придётся построить на поверхности Титана гигантские автоматизированные заводы, которые будут использовать энергию наших лазеров для всасывания газа из атмосферы и его сжижения при помощи сжатия. Полученную жидкость нужно будет закачать в баллоны в форме снарядов, которые будут отправляться на Марс при помощи катапульты. Там они будут взрываться, а их содержимое будет смешиваться с кислородом. Учитывая, что за последние несколько лет мы смогли организовать несколько успешных частных миссий на Сатурн, при наличии достаточных ресурсов наша идея может быть реализована в течение двух поколений.

Таким образом, спустя сто лет после начала процесса терраформирования мы получим пригодную для дыхания атмосферу, где содержатся все необходимые газы. Если выделяемого углекислого газа будет недостаточно, чтобы нагреть атмосферу до температур, которые может выдержать человек, можно добавить супер-парниковые газы. На этом этапе Марс будет напоминать чёрный шар из застывшей лавы, покрытый растущими океанами и красными островками нетронутой поверхности. Пока это место ничуть не лучше какой-нибудь пустыни на Земле. Нужно наполнить его жизнью.

Задача № 2: биосфера

Создать биосферу на новой планете – задача очень непростая. Непредвиденные взаимодействия между видами или внезапные болезни могут привести к дестабилизации биосферы, что станет причиной коллапса.

Пожалуй, мы начнём с того, что засеем молодые океаны фитопланктоном. При отсутствии конкурентов он быстро распространится, заполнит океаны и станет основой для водной пищевой цепи. За ним может последовать зоопланктон, а уже после и рыба. Возможно, даже акулы и киты. Если всё пойдёт по плану, жизнь в океане будет процветать.

С жизнью на суше дела обстоят сложнее. Чтобы пустить корни, растениям требуется плодородная почва. Но большая часть поверхности Марса покрыта остатками застывшей лавы и пепла. Можно было бы подождать несколько тысяч лет, пока вода и ветер не измельчат их в мелкий песок, или попытаться сделать это вручную.

Но мы не хотим ждать. И у нас по-прежнему есть огромный лазер.

Если непрерывно включать и выключать лазерный луч, почва будет быстро нагреваться и спекаться, что приведёт к её распаду на мелкие частицы. Если добавить туда немного воды, получится что-то вроде тёмной грязи. В эту грязь можно добавить споры грибов и азотобактерии, способные фиксировать азот и превращать его в азотосодержащие соединения для питания растений. Первыми в марсианскую почву нам следует высадить растения, что встречаются на вулканических островах Земли. Они идеально впишутся в марсианский ландшафт. Благодаря грязи, обогащённой питательными веществами, со временем начнут формироваться луга и леса. Из-за низкой гравитации деревья на Марсе будут расти очень быстро. Их корни будут собирать необходимые питательные вещества, а затем расти в глубину, превращая камни в почву и тем самым создавая автономную экосистему.

На данном этапе в эту систему можно вводить всевозможные виды растений, насекомых и животных – кроме, пожалуй, комаров. Необходимо поддерживать устойчивость сформировавшейся биосферы. Если растения будут расти слишком быстро и поглощать слишком много углекислого газа, планета станет слишком холодной. При исчезновении ключевых видов популяции могут сокращаться так быстро, что их восстановление станет невозможным. На Земле место исчезнувших видов заняли бы другие, но биосфера Марса себе такого позволить не может. Пройдут сотни, если не тысячи лет, прежде чем Марс станет стабильной средой обитания.

Со временем на Марсе появятся условия, пригодные для размещения больших человеческих колоний. Лишь получив доступ к кислороду, воде и пище, мы сможем назвать Марс, чёрно-сине-зелёную планету, своим домом. Но долго ли этот гигантский вулканический остров в открытом космосе будет оставаться таким?

Задача № 3: долгосрочная перспектива

Есть проблема, которую мы ещё не рассмотрели: ядро Марса не создаёт магнитное поле, поэтому надёжная защита от солнечной радиации и космических лучей на планете отсутствует. Это может пагубно сказаться на здоровье будущих поселенцев. Итак, финальный шаг – магнитное поле. Оно не обязательно должно быть таким же большим, как у Земли. Достаточно лишь того, чтобы оно отклоняло солнечный ветер.

Самый простой способ – соорудить вдали от Марса магнитный зонт, который будет рассеивать солнечный ветер по обе стороны планеты. Всё, что для этого требуется, – большое сверхпроводящее кольцо, работающее за счёт ядерных установок. Оно будет вращаться вокруг Солнца, повторяя траекторию Марса и защищая новую атмосферу. Вот и всё!

Терраформирование Марса потребует много усилий, огромное количество ресурсов и, вероятно, займёт несколько столетий, но он станет нашим первым домом, спроектированным и созданным полностью нами и для нас. Это станет первым шагом на пути к нашему будущему среди звёзд.

Источник

Переводчики: Никита Береснев, Полина Габова, Ольга Гильманова, Зоя Казанкова

Редактор: Александра Москалюк