Как да си направим нова Земя

30 април 2019 г., 19:00
3200

Corepics VOF / Shutterstock

От момента, в който нашите далечни прадеди са слезли от дърветата, и досега човечеството прави едно и също – изследва и завладява нови територии, променя ги според нуждите си и се заселва в тях. Хората отдавна обитават всички възможни

екологични ниши

на планетата – от ледовете на Антарктида до пясъците на Сахара. Затова погледът на човечеството днес е отправен към единственото място, където можем да намерим нови земи – необятността на Космоса. Още от времето на духовния баща на космонавтиката Константин Циолковски в корените на космическите изследвания стои едно фундаментално допускане. Според него нашата Земя е „люлката”, от която все някога ще излезем, за да се заселим на други светове. Аналогията с епохата на Великите географски открития допуска, че след откриването на нови земи следва тяхното колонизиране. Очевидният проблем с това допускане е, че в момента просто няма къде да се заселим. Ако изключим родната ни планета, науката не познава друго място, на което хората биха могли да живеят без скафандри. Вероятно в близките години ще открием първата планета, подобна на Земята, обикаляща около друга звезда. Технологиите на близкото бъдеще обаче напълно изключват възможността за колонизация на тази „нова Земя”, поне в рамките на настоящото столетие. Ситуацията в нашата Слънчева система изглежда още по-безрадостна. Ако предполагаме, че можем да открием

обитаеми светове

на разстояние от няколко светлинни години, то със сигурност знаем, че в нашата система няма нито едно гостоприемно за хората място. Всяко пребиваване на хора на друго небесно тяло неизбежно изисква наличието на изкуствена земна среда, както и превозването на всички необходими за оцеляването на хората ресурси - като вода, въздух и храна. В най-добрия случай една обитаема база на Луната или на Марс трябва да разполага с технологии за извличане на вода и кислород от местните ресурси. Тук обаче влиза в сила друг човешки инстинкт – ако средата не е подходяща за нуждите ни, ние я променяме с всички технологични средства, с които разполагаме. От това неизбежно следва и идеята да променим всеки необитаем свят в обитаем. Концепцията за тераформиране (буквално – превръщане в подобие на Земята) предвижда трансформирането на едно необитаемо за хора небесно тяло (планета, луна или астероиди) в място с нова, годна за обитаване територия. В основния случай това означава създаването на годна за дишане, богата на кислород атмосфера, която е с умерена или поне поносима температура. При това спецификите на тази трансформация зависят от условията на конкретния свят, който искаме да облагородим.

Както много други идеи в науката и технологиите, тераформирането

произлиза от научната фантастика.

За първи път този термин е използван от писателя Джак Уилямсън в неговия фантастичен роман Seetee Shock (1949). Идеята обаче е дори по-стара. В класическия научнофантастичен роман First and Last Men (1930) на Олаф Сейпълдън например е описана промяната на Венера в годно за обитаване от хора място.

Тераформирането обаче не е чисто фантастична концепция и отдавна е в полезрението на сериозната наука. Още през 60-те години на 20. век великият визионер и популяризатор на науката Карл Сейгън предлага планетата Венера да бъде тераформирана, като в атмосферата й бъдат засети микроводорасли. С времето това би довело до намаляване на нивата на въглероден двуокис в нейната атмосфера и съответно до намаляване на парниковия ефект и постигането на умерени температури на повърхността й. По-късните изследвания на планетата обаче показаха, че тази схема е просто невъзможна - преди всичко защото никаква форма на живот (какъвто го познаваме) не би могла да оцелее в

корозивната атмосфера на Венера.

Основните насоки в научните изследвания за тераформирането са намирането на методи, които ще доведат до желания ефект максимално бързо и на минимална цена. Очевидният проблем с промяната на един цял свят е, че трансформацията може да стане бавно, за период от хиляди години. Добрата новина е, че това очевидно е възможно.

Една от научните области с възможно пряко приложение в тераформирането е т.нар. геоинженерство – методите за трансформиране на земната атмосфера, изучвани най-вече в контекста на глобалните климатични промени. На практика геоинженерството не е нищо друго освен тераформиране на Земята. Пряко приложими за тераформирането на други светове са повечето от дискутираните

геоинженерни идеи,

включително разполагането на големи слънчеви огледала в орбита, мащабното елиминиране на въглероден двуокис от атмосферата, промяна на земното албедо (отражателна способност) чрез покриването на големи площи с рефлективни или абсорбиращи материали, както и разпръскването на серни аерозоли в атмосферата за постигането на глобален охлаждащ ефект.

Нека погледнем обаче към кои светове бихме могли да приложим фундаменталния си човешки стремеж да променяме всичко, до което се докоснем. В Слънчевата система има пет обекта, които са достатъчно големи, за да оправдаят евентуално тераформиране – планетите Меркурий, Венера и Марс, както и луните Европа (спътник на Юпитер) и Титан (спътник на Сатурн). Европа и Титан са изключително интересни места, както и потенциални кандидати за съществуването на живот. Те обаче са толкова студени, че тяхната трансформация изглежда напълно фантастична на този етап. Меркурий пък е толкова близо до Слънцето, че наподобява повече топка нажежена шлака, отколкото свят, който може да бъде обитаван. Венера от своя страна е истинско планетарно въплъщение на представата за ада на всички световни религии – гъста атмосфера, наситена със сярна киселина, и средна

повърхностна температура,

напълно достатъчна за разтапянето на олово (482 ºC). След тази елиминация като най-подходящ кандидат за тераформиране остава Марс.

На пръв поглед картината за евентуалното превръщане на Марс в обитаема планета изглежда обезкуражаваща. Като начало - средната температура на повърхността на планетата е – 60 ºC, а плътността на атмосферата й, съставена предимно от въглероден двуокис, е едва 0,7% от тази на земната. Иначе казано, минималната крайна цел за тераформирането на Марс трябва да включва 200-кратно „уплътняване” на атмосферата, както и увеличаването на средната температура поне с 60 градуса.

Въпреки това както фантастите, така и учените разглеждат Червената планета като най-достъпна за тераформиране и колонизация. Мнозина учени вече са изследвали в детайли възможната промяна на Марс в нейните технологични и икономически аспекти. Нещо повече, спокойно можем да кажем, че съвременната наука има доста по-добра идея за това как да превърне Марс в нова Земя, отколкото за това как да предотврати влошаващата се обитаемост на нашата собствена планета. Някои изследователи смятат, че

тераформирането на Марс

не само е възможно, но е и напълно осъществимо още в рамките на настоящото столетие. Най-големият оптимист сред тях е авторитетният физик от националната лаборатория Lawrence Livermore в САЩ Лоуъл Ууд, който смята, че Марс може да стане обитаема планета преди края на 21. век. "Вярвам, че има грубо 50% шанс малките деца, които са живи днес, да се разхождат по марсиански ливади”, обяви Ууд по време на една научна конференция през 2007 г.

Корените на този оптимизъм от страна на учените са в характеристиките на Марс, които правят Червената планета най-подобната на Земята в Слънчевата система. Преди всичко наклонът на ротационната ос на Марс е почти еднакъв с този на Земята. Скоростта, с която се върти около оста си, също е почти еднаква с тази на родната ни планета. Тези две характеристики означават, че Марс има съответно сезони и продължителност на деня, много близки до земните.

Нещо повече, Червената планета разполага с всички необходими елементи за съществуването на живот. Освен въглероден двуокис нейната рядка атмосфера съдържа малки количества кислород и азот. Най-важният фактор за потенциалната обитаемост обаче е, че тя разполага с огромни количества вода, заключена във формата на лед в полярните региони и под повърхността. След откритията от последните години вече е безусловно ясно, че преди милиарди години въпросната планета е приличала много на Земята – с много по-плътна и

богата на кислород атмосфера,

както и с големи количества течна вода на повърхността си под формата на реки и морета. Най-пресните следи от течаща вода на Марс са едва отпреди няколко хиляди години. Това не само събужда надеждите за откриването на следи от живот, но и подобрява перспективите за връщането на планетата в нейната загубена обитаема форма. Не е за пренебрегване и фактът, че Марс разполага със значителни минерални ресурси.

След като вече знаем, че Червената планета има потенциал да стане по-малка обитаема сестра на Земята, нека разгледаме реалните възможности за постигането на тази цел. Основните обсъждани насоки за тераформирането на Марс са три. Първият метод предвижда инсталирането на огромни (с диаметър от стотици километри) огледала в орбита около планетата, които да концентрират слънчевата енергия и да я препращат към повърхността. Идеята е по този начин да бъде освободен замразеният в почвата въглероден двуокис, който с времето да сгъсти атмосферата и да повиши температурата. Недостатъкът на този метод е, че е най-бавен, като отделяната енергия няма да стигне за достатъчно затопляне за период по-малък от хилядолетия. Другият дискутиран метод е изграждането на инсталации на повърхността на Марс, които да отделят CFC газове (хлорфлуоровъглероди, по-популярни като фреони). Тези вещества осигуряват изключително

силен парников ефект,

който може да затопли атмосферата. Третият, най-бърз, но и най-драстичен и фантастично звучащ метод е отклоняването на астероиди, които да се блъснат в повърхността на Марс. Отделената при сблъсъците огромна енергия ще разтопи трилиони тонове вода и въглероден двуокис и по този начин ще повиши температурата на планетата до обитаеми нива в рамките на няколко десетилетия.

Според учения от NASA (Ames Research Center) Кристофър Маккей и известния поддръжник на колонизирането на Марс Робърт Зубрин оптималният компромис между осъществимост и ефективност може да бъде постигнат с комбинирането на първите два метода. На следващия етап, когато температурите бъдат достатъчно високи, на планетата би могло да бъдат засадени геннно модифицирани фотосинтезиращи растения, които с времето да създадат богата на кислород и годна за дишане атмосфера. Според Зубрин и Маккей всичко това ще превърне Марс в обитаема планета за около 900 години. Много преди това обаче хората ще могат да се разхождат на повърхността й, носейки единствено топли връхни дрехи и кислородна маска. Но за осъществяването на този грандиозен план ще е необходимо изграждането на

индустриална инфраструктура

на Марс, поддържана от няколко хиляди души и финансирана с няколкостотин милиарда долара. Въпросните фактори, като времетраене и бюджет, може да бъдат значително подобрени с използването на по-усъвършенствани технологии. Пример за това е възможното използване на станции за термоядрен синтез като енергийни източници. Развитието на технологиите може да намали времето за тераформиране на Марс от столетия на десетилетия, смятат учените.

Всичко това подсказва каква ще е основната слабост на тераформирането, поне в близко бъдеще – неговата огромна цена. Не е трудно да направим извода, че световните лидери трудно ще отделят стотици милиарди долари за трансформирането на друга планета, след като не могат да стигнат до съгласие за това дали, какво и как да направят с климата на Земята. Освен това е очевидно, че проект, чието изпълнение би отнело векове, не може да вдъхнови никого, а най-малко политиците и хората, които осигуряват финансирането.

Потенциално решение на този фундаментален проблем е т.нар. паратераформиране, което може да бъде наречено „тераформиране Light”. Позната още под името worldhouse („световен парник”), тази концепция предвижда създаването на затворена обитаема територия на планетарната повърхност, която постепенно може да бъде разширявана, докато обхване цялата използваема площ на планетата. Това оградено място може да бъде покрито с херметичен, прозрачен, закрепен към повърхността покрив, под който да бъде създадена годна за дишане атмосфера. Това всъщност е старата научнофантастична идея за изграждането на

куполни градове.

Основното предимство на паратераформирането е фактът, че в инженерно и технологично отношение тази концепция е напълно осъществима в момента, без необходимост от никакви технологични развития. Освен това изграждането на worldhouse драстично опростява тераформирането и намалява неговата цена. Може би най-фундаменталното предимство на този подход обаче е, че осигурява бърза възвращаемост на инвестицията. Основната причина за това е, че новоусвоената територия е обитаема от самото начало, а не след десетилетия или векове. Това означава, че колонистите могат бързо да се заселят и да започнат с икономическите дейности, носещи печалба, например разработка на минералните ресурси на планетата. Допълнителна полза от прилагането на паратераформирането е фактът, че то може да бъде приложено дори на светове, които иначе не биха могли да задържат собствена атмосфера поради слабата си гравитация. Това с особена сила важи за астероидите и спътниците на големите планети.

Въпреки всичко далеч не всички учени са съгласни, че тераформирането поначало е добра идея. На пръв поглед изглежда логично и исторически обосновано „излишните” маси от хора да бъдат преместени на нова територия. Основният проблем с тази идея (освен очевидните етични въпроси) е, че е твърде вероятно проблемът с пренаселването да се разреши от само себе си далеч преди да сме пристъпили към тераформирането на някоя планета. Според актуалните предвиждания на ООН населението на Земята най-вероятно ще се стабилизира на около 9 млрд. до средата на настоящия век и след това бавно ще започне да намалява. Освен това развитието на технологиите в обозримото бъдеще напълно изключва възможността за транспортирането на няколко милиона „пионери” на Марс.

Значително по-интересен е етичният дебат за това дали имаме право да тераформираме някой чужд свят. Основните лагери по отношение на тераформирането на Марс са два – „червен” и „зелен”, които съставляват съответно противниците и поддръжниците на трансформацията. Мнозинството учени в момента обитават „зеления лагер”. Основният им аргумент „за” е, че превръщането на Марс в

обитаема планета

ще означава просто връщане към неговото естествено състояние отпреди милиарди години – с океани и богата на кислород атмосфера. Вторият аргумент на „зелените”, известен като viriditas (буквално „зеленина” (лат.), „жизнена сила” в преносен смисъл), гласи, че ние, хората, като доминантен разумен вид на Земята сме длъжни да осигурим разпространяването и съхраняването на живота в Слънчевата система и отвъд нея. Свързан с viriditas е и т.нар. застрахователен аргумент, според който човечеството е длъжно да съхрани живота от неизбежните (в мащаб от милиарди години) планетарни катаклизми, които могат да унищожат всичко живо на Земята.

От своя страна малцинственият лагер на „червените” се противопоставя категорично на идеята за трансформирането на Червената планета. „Нямаме право да променяме един свят заради собствените си нужди”, твърдят те и допълват: „Вместо това трябва да го съхраним в естествения му вид и да го изучаваме”. Техният основен аргумент обаче е доколко имаме право да променяме Марс, в случай че се стигне до напълно вероятното според текущото научно познание откриване на съвременен живот там. Иначе казано - имаме ли право да разширим жизнената си територия с цената на унищожаването на уникални живи организми, дори ако става дума за микроби?

Автор: Начо Стригулев

Коментари