Условия пригодности для обитания флоры и фауны» по МакКею

Перспективы терраформирования планет и спутников Солнечной системы.

Луна
Луна — это естественный спутник Земли и самый близкий естественный объект к Земле, и в обозримом будущем вероятность её терраформирования достаточно велика. Площадь поверхности Луны составляет 37,9 млн км² (больше, чем площадь Африки), а ускорение свободного падения на поверхности 1,62 м/с². Луна способна удержать относительно плотную атмосферу, но в силу невысокой гравитации такая атмосфера, даже состоящая из плотных газов (водяной пар, кислород, азот, углекислый газ и аргон) будет быстро (в течение десятков тысяч лет) рассеиваться в космическом пространстве. Тем не менее, Луна будет лучше удерживать искусственно созданную атмосферу, чем например, Титан, в силу того, что её гравитация больше, чем у последнего, почти на 20 %. Приблизительные расчёты скорости молекул газов при прогреве, например, до 25-30 °C оказываются в пределах нескольких сотен метров в секунду, в то же время вторая космическая скорость на Луне около 2 км/сек, что обеспечивает длительное удержание искусственно созданной атмосферы (время падения плотности атмосферы в 2 раза для воздуха составляет около 10 000 лет). Вполне вероятно, что, будучи единожды созданной, атмосфера из привозных материалов должна будет постоянно пополняться. Впрочем, на современном технологическом уровне развития техники освоение и заселение Луны возможно, скорее, по пути построения изолированных купольных поселений.
Огромное значение при терраформировании Луны при помощи бомбардировки её поверхности астероидами играют вопросы безопасности такой бомбардировки. Так как этот процесс будет производиться в непосредственной близости от Земли, то существует вероятность возникновения нештатных ситуаций и угроз самой Земле. Падение крупного астероида на Землю способно нанести ей большой ущерб. Поэтому бомбардировка Луны должна быть «мягкой», то есть объект — «снаряд» для бомбардировки должен быть не очень большим (астероид в поперечнике несколько сот метров), удары по поверхности должны производиться с орбиты искусственного спутника Луны, проведение ударов должно быть точно рассчитано и производиться по касательной траектории к поверхности Луны, направленной в сторону от Земли. Также вполне вероятно, что потребуется придать Луне суточное вращение и изменить наклон её оси для возникновения смены времен года, но на сегодняшний день пока невозможно в полной мере рассчитать последствия такого вращения по отношению к процессам тектоники плит Земли и глобальном вулканизме обоих тел системы.
Основные способы терраформирования Луны:
— Бомбардировка астероидами: водно-аммиачные льды.
— Биогенное воздействие: введение земных бактерий и водорослей, устойчивых в первичной искусственной атмосфере Луны и условиях жёсткой солнечной радиации.

Луна до и после терраформации (в представлении художника)

Марс
Марс также является одним из наиболее подходящих кандидатов на терраформирование (площадь поверхности равна 144,8 млн км², что является 28,4 % от поверхности Земли). Ускорение свободного падения на поверхности Марса составляет 3,72 м/с², а количество солнечной энергии, принимаемой поверхностью Марса, составляет 43 % от количества, принимаемого поверхностью Земли. На данный момент Марс представляет собой, возможно, безжизненную планету. В то же время, полученный объём информации о Марсе позволяет говорить о том, что природные условия на нём были некогда благоприятны для поддержания и зарождения жизни. Марс располагает значительными количествами водного льда и несёт на своей поверхности многочисленные следы своего благоприятного климата в прошлом: высохшие речные долины, залежи глины и многое другое. Многие современные учёные сходятся в едином мнении о том, что планету возможно нагреть, и создать на ней относительно плотную атмосферу, и NASA даже проводит околонаучные дискуссии по этому поводу. Значительные запасы воды и связанного кислорода в составе пероксидов и озонидов в почве Марса дают прочное основание предполагать, что терраформирование этой планеты станет возможным при направленном воздействии на марсианский климат. На текущее время земной цивилизацией хорошо освоено использование ядерной энергии, однако до сих пор нерешёнными остаются проблемы, связанные с транспортировкой технического оборудования на Марс и его обслуживанием на самой планете. В то же время, сам по себе Марс обладает весьма значительными ресурсами металлов и ядерного топлива (уран, торий). При налаживании на Марсе промышленности и последующем использовании ядерного топлива предполагаются колоссальные выбросы тепла в атмосферу планеты. Одним из важнейших технологических препятствий для освоения не только Марса, но и других планет являются ограниченные возможности космических транспортных средств, поэтому большие надежды возлагаются на газофазные ядерные реактивные двигатели. Только при наличии ядерных ракетных двигателей, обладающих значительной тягой, надежностью и скоростью, станет вполне возможным доставка предназначенных для начального этапа терраформирования тяжелых грузов к планетам, а в перспективе даже и астероидов из водно-аммиачного льда, предназначенных для наполнения атмосферы и гидросферы Марса азотом, водой и кислородом. Предположительно, астероиды могут вывозиться из пояса астероидов и даже из пояса Койпера с помощью ракетных двигателей или солнечных парусов. Терраформирование Марса можно проводить как при прямом введении в его атмосферу искусственно изготовляемых парниковых газов (фреонов), так и посредством нагрева поверхности планеты с помощью солнечного излучения, направленного орбитальными зеркалами, и затемнения поверхности полярных шапок сажей или полимерными плёнками, и косвенно при освоении Марса и его полезных ископаемых (металлургия, горные взрывные работы и проч.). Оба процесса могут происходить одновременно и вносить большой вклад в изменение климата Марса. Например, развитие масштабной ядерной, а в перспективе, и термоядерной энергетики позволит высвобождать огромные объёмы вторичного тепла в атмосфере и гидросфере Марса. Так, например, при наладке выработки водорода и кислорода для наземного марсианского транспорта, космических кораблей и энергоснабжения поселений возникнут условия для высвобождения больших объёмов тепловой энергии в атмосферу. В совокупности общий объём энергетики будет нагревать атмосферу Марса, и способствовать значительному парниковому эффекту при таянии полярных шапок.
Основные способы терраформирования Марса:
— Наполнение атмосферы Марса парниковыми газами: метан и другие углеводороды, доставляемые в больших количествах с Титана, способны быстро поднять давление и температуру на Марсе до приемлемого уровня, а также служить источником недостающих ключевых элементов (углерод, водород), необходимых для полноценного терраформирования Марса.
— Выброс в атмосферу Марса искусственных парниковых газов: Фреоны (тетрафторметан, октофторпропан и т. п.), а также элегаз обладают рекордными показателями парникового эффекта. Однако эти соединения очень дороги в производстве.
— Затемнение поверхности полярных шапок: сажа, смог из углеводородов, доставляемых с Титана, напыляемые полимерные пленки, взрывное уменьшение альбедо.
— Прогрев полярных шапок: космические сверхлёгкие орбитальные зеркала.
— Бомбардировка астероидами: водно-аммиачные льды способны создать на Марсе океаны и атмосферу с приемлемым давлением.
— Техногенная деятельность: выброс тепла атомными электростанциями и транспортом, потоки тепла от купольных поселений.
— Биогенное воздействие: введение земных бактерий и водорослей, устойчивых на Марсе (Chroococcidiopsis sp., Matteia sp., Deinococcus radiodurans, и др).

Марс до и после терраформации

Венера
Венера представляет собой безжизненную планету со средней температурой поверхности около 464 °C и давлением, превышающим земное в 93 раза. Тем не менее, она рассматривается как вероятный кандидат на терраформирование. Ускорение свободного падения на поверхности Венеры составляет 8,9 м/с². По одному из планов предлагается распылить в атмосфере Венеры генетически модифицированные сине-зелёные водоросли, которые, перерабатывая углекислый газ в кислород (атмосфера Венеры на 96 % состоит из углекислого газа), значительно уменьшили бы парниковый эффект и температуру на планете, что позволило бы существовать воде в жидком виде. Необходимо отметить, что на высоте 50-100 км в атмосфере Венеры существуют условия, при которых могут жить некоторые земные бактерии (Экстремофилы). Другой вариант — распылить на венерианской орбите алюминиевую пудру, доставленную в контейнерах с помощью электромагнитной пушки с Луны.
В сравнении с объёмом задач терраформирования Марса, терраформирование Венеры представляет собой на порядок более сложную задачу, но при наличии достаточного объёма информации о планете и солидных энергетических ресурсов эта задача выполнима. Прежде всего, Венера в значительной степени отлична от Земли тем, что её суточное вращение и наклон оси затрудняют преобразование природных условий, но при точном бомбардировании её поверхности водно-аммиачными астероидами эти параметры могут быть изменены в течение нескольких десятилетий. В то же время, бомбардировка Венеры астероидами позволит не только изменить параметры вращения и, установив смену времен года, позволить планете сильно охлаждаться, но и охладить планету и её атмосферу за счёт плавления и испарения материалов астероидов. Заимствование огромной энергии у атмосферы может происходить за счёт параллельного прохождения химических реакций между углекислым и сернистым газами атмосферы и аммиаком.
Основные способы терраформирования Венеры:
— Бомбардировка астероидами: водно-аммиачные льды.
— Биогенное воздействие: введение земных бактерий и водорослей, устойчивых в верхних слоях атмосферы Венеры: (Pyrodictium occultum, Halobacterium salinarum и др).

Венера до и после терраформации

Меркурий
Терраформирование Меркурия представляет собой несравненно более тяжёлую задачу, чем терраформирование Луны, Марса или Венеры. Площадь поверхности Меркурия составляет 75 млн км², а ускорение свободного падения — 3,7 м/с². Он способен удержать относительно плотную атмосферу, изготовленную из привозного материала (водно-аммиачные льды). Большим затруднением для установления мягкого климата на Меркурии является его близкое положение к Солнцу, крайне медленное вращение вокруг оси и сильный наклон оси вращения. Уровень солнечной энергии, падающей на поверхность Меркурия, весьма велик и в зависимости от времени года и широты составляет от 9,15 до 11 кВт/м². При точно рассчитанной бомбардировке Меркурия астероидами эти недостатки могут быть устранены, но потребуют очень больших расходов энергии и времени. Вполне вероятно, в отдалённом будущем человечество будет обладать возможностями смещать планеты со своих орбит. Наиболее предпочтительно было бы «поднять» орбиту Меркурия на 20—30 млн км от её нынешнего положения. Важную роль в терраформировании Меркурия может сыграть солнечная энергия, которую уже на современном этапе развития технологий можно эффективно использовать. Меркурий — планета достаточно плотная и содержит большое количество металлов (железо, никель), и, возможно, значительное количество ядерного топлива (уран, торий), которые могут быть использованы для освоения планеты. К тому же, близость Меркурия к Солнцу позволяет предполагать наличие значительных запасов гелия-3 в поверхностных породах.

Меркурий

Другие кандидаты для колонизации:
Теоретически рассматриваются многие планеты и спутники планет. Из наиболее часто упоминаемых кандидатов стоит назвать Титан (спутник Сатурна), Европа, Ганимед, Ио и Каллисто (Спутники Юпитера), менее крупные спутники Сатурна — Тефия, Диона, Рея, Япет и Энцелад, где, возможно, есть жидкая вода, карликовая планета Церера, пять наиболее крупных спутников Урана (Ариэль, Оберон, Титания, Умбриэль и Миранда) и спутник Нептуна — Тритон и даже более отдаленные карликовые планеты и другие объекты — Плутон и Харон, и т. д.
Для заселения этих объектов потребовались бы огромные затраты энергии и средств. На современном этапе развития технологий, возможности для проведения терраформирования климатических условий на других планетах весьма ограниченные.
В настоящее время возможности современной астрономии, ракетной, вычислительной техники и других областей высоких технологий прямо или косвенно позволяют, например, буксировать небольшие астероиды, вносить небольшие объёмы бактерий в атмосферы или почву других планет, доставлять необходимое энергетическое, научное и др. оборудование.
В серии публикаций "Вперед на Марс!... Летим? Не летим?" рассматривался вопрос финансовых затрат для организации одной лишь пилотируемой экспедиции на Марс. Затраты не просто огромные, а колоссальные, сравнимые с годовыми бюджетами крупных развитых стран. Нетрудно представить, во что обойдется организация мероприятий по терраформации какой-нибудь из ближайших планет, связанные с доставкой того же материала для бомбардировок.

Важнейшими задачами земной цивилизации по обеспечению возможности терраформирования планет и их спутников являются
— Заинтересованность космических держав — необходимый компонент для начала практической подготовки и изучения планет для терраформирования.
— Создание экономических фондов и компаний по освоению планет —- необходимая государственная и частная инициатива для финансовой поддержки научных проектов.
— Развитие наблюдательной астрономии — в целях экономичного и быстрого изучения объектов Солнечной системы.
— Изучение планет с помощью зондов — источник детальной информации о планетах и их составе.
— Развитие энергетики Земли — обеспечение космических запусков и развитие сопутствующих областей промышленности.
— Постройка достаточно мощных ракетных двигателей — работы в области ядерных ракетных двигателей, электроядерных двигательных установок, солнечных парусов, ионных ракетных двигателей.
— Развитие материаловедения — поиск новых материалов и композитов, пригодных для использования в целях терраформирования и строительства космических транспортных средств.
— Развитие биотехнологий — изучение земных микроорганизмов и предполагаемых микроорганизмов, обитающих в гипотетической биосфере Марса; выведение генно-модифицированных микроорганизмов, устойчивых к природным условиям терраформируемых планет.

Зная современную обстановку в мире, особенно два первых пункта под большим вопросом

Тему терраформации планет Солнечной системы можно обсуждать еще долго. Ясно одно — в обозримом будущем нечего даже и мечтать о том, чтобы сделать условия, хотя бы на одной из ближайших планет, пригодной для проживания человека.
Учитывая современное воздействие человека на окружающую среду и скорость с которой разрушается экосистема планеты, можно предположить, что экологический кризис может случиться намного раньше, чем удасться решить проблемы связанные с терраформацией других планет. Последние десятилетия человечество усиленно пилит "экологический сук" на котором сидит.
Врядли стоит расчитывать и на то, что в критический момент из космоса прилетит спасательная экспедиция "зеленых человечков" от Галактической Федерации и вывезет нас на своих "летающих тарелках". Ведь многие из вас в их существование не верят.

Хотя, по мнению автора, есть вещи которые существуют независимо от того верят в них или нет. Понимайте сказанное как хотите.

Так на что или на кого нам надеяться тогда, кроме как не на самих себя. Расчитывать на то, что проблемы, которые человечество само себе создает, разрешаться каким-либо чудесным образом, может лишь или законченный оптимист или неисправимый фантазер.