Терраформирование Марса часто представляют как следующий большой шаг человечества в космосе. Новые расчеты показывают, что превратить Красную планету в пригодный для жизни мир будет намного сложнее, чем отправить туда первые экспедиции, сообщает El.kz.
Идея терраформирования звучит почти привычно: нагреть Марс, сделать атмосферу плотнее, получить воду на поверхности и когда-нибудь выйти из модуля без скафандра. В популярной культуре такой сценарий давно выглядит как вопрос времени и достаточного упорства.
Научные расчеты в иисследовании APS Open Science холоднее. Вячеслав Турышев, ведущий научный сотрудник Лаборатории реактивного движения NASA, рассмотрел не общий образ “зеленого Марса”, а массу газов, энергию, промышленность и сроки, которые потребуются для изменения планеты. Его вывод жесткий: ближайшая реальность для людей на Марсе связана с куполами, герметичными модулями и локальными системами жизнеобеспечения.
Почему Марс так трудно переделать
Сейчас Марс далек от условий, при которых человек может выжить на поверхности без защиты. Средняя температура там около минус 63 °C, а давление составляет примерно 0,006 земной атмосферы. При таких параметрах жидкая вода на открытой поверхности нестабильна, а человеческое тело без скафандра быстро погибнет.
Чтобы приблизить планету хотя бы к минимально безопасным условиям, нужно поднять давление и температуру. Для полноценного свободного обитания нужны кислород, буферные газы и защита от радиации. Простого “растопить лед и выпустить углекислый газ” для этого недостаточно.
Первые астронавты, когда бы они ни прилетели, будут жить в полностью инженерной среде. Это герметичные помещения, скафандры, локальная энергетика, системы получения воды и кислорода, а также защита от космического излучения. Такой сценарий ближе к полярной станции или подводной базе, чем к городу с парками под открытым небом.
Атмосферы почти нет
Одна из главных проблем Марса – масса газов. Планета меньше Земли и слабее удерживает атмосферу, поэтому для создания заметного давления требуются гигантские объемы вещества. По расчетам Турышева, чтобы поднять давление всего на 0,001 земной атмосферы, нужно около 3,9 × 10¹⁵ килограммов газа.
Для уровня, при котором человек уже не погибнет мгновенно от низкого давления, понадобится намного больше. Речь идет о массах в диапазоне 10¹⁷–10¹⁸ килограммов. Это уже не доставка баллонов с Земли, а промышленная задача планетарного масштаба.
У Марса есть углекислый газ в полярных шапках, но его запасов мало. Даже если высвободить весь доступный CO₂, давление вырастет примерно до уровня, который все равно ниже безопасного для человека. Температура при этом повысится меньше чем на десять градусов, а этого мало даже для устойчивой жидкой воды.
Нагреть планету тоже непросто
Один из вариантов – использовать парниковый эффект. Углекислый газ может удерживать тепло, но доступного объема на Марсе не хватает. Поэтому ученые рассматривают более сильные вещества, включая перфторуглероды.
Такие газы способны заметно усиливать нагрев атмосферы, но их нужно производить в огромных количествах. В расчетах речь идет о промышленности, которая должна работать десятилетиями и потреблять колоссальные ресурсы. На Земле подобные соединения считаются проблемой для климата, а на Марсе они могли бы стать инструментом нагрева, но цена такого решения остается запредельной.
Другой вариант связан с водородом. Смесь углекислого газа и водорода может давать сильный парниковый эффект, но водород легкий и быстро уходит в космос. Значит, его запасы придется постоянно пополнять, иначе эффект начнет ослабевать.
Зеркала и наночастицы
В расчетах рассматриваются и орбитальные зеркала. Они могли бы направлять дополнительный солнечный свет на поверхность Марса. Звучит изящно, но площадь таких конструкций должна измеряться миллионами квадратных километров.
Для современной космонавтики это почти фантастическая инженерия. Человечество пока умеет работать с орбитальными аппаратами совсем другого масштаба. Зеркала пришлось бы не только вывести и развернуть, но и постоянно ремонтировать после повреждений и износа.
Более реалистично выглядят аэрозоли и специально созданные наночастицы. Они могли бы удерживать инфракрасное излучение и быстрее поднимать температуру в отдельных районах. Турышев считает этот подход перспективным именно для локального применения, когда речь идет о защищенных зонах, теплицах и участках под куполами.
Кислород станет самым дорогим этапом
Даже если Марс удастся нагреть, этого мало для жизни без скафандра. Человеку нужна пригодная для дыхания атмосфера. Для марсианского аналога земного уровня кислорода потребуется порядка 10¹⁸ килограммов O₂.
Получать кислород можно из воды с помощью электролиза. Но для такого объема потребуется энергия порядка 10²⁵ джоулей. По оценке исследования, это означает многовековую работу энергетики мощностью, сопоставимой с потреблением всей современной цивилизации или превышающей его.
Есть и еще одна проблема: кислород будет теряться. Часть уйдет в космос, часть свяжется с марсианскими породами. Поэтому его нужно не просто произвести однажды, а поддерживать баланс постоянно.
Почему купола ближе, чем зеленая планета
Самый практичный сценарий для Марса связан с паратерраформированием. Это создание пригодных условий в отдельных закрытых пространствах. В таких зонах можно контролировать давление, температуру, состав воздуха, воду, питание и радиационную защиту.
Для первых поселений такой подход выглядит намного реальнее глобальной перестройки планеты. Купол или подземная база требуют сложной инженерии, но их масштабы можно посчитать, построить и обслуживать. Переделать всю атмосферу Марса – задача, которая тянет за собой добычу, энергетику, химию и логистику на уровне будущей индустриальной цивилизации.
Исследование Турышева не закрывает мечту о Марсе. Оно показывает цену этой мечты в физических величинах. Если человечество действительно начнет жить на Красной планете, первым домом там, скорее всего, станет защищенная станция, а не город под открытым небом.
Отпуска на Земле и Марсианская республика: чего добивается Илон Маск.
