Марат Кузаев. Илон Маск предложил согреть Марс зеркалами. Чем плоха эта идея?

20 августа 2020 г. Маск оставил у себя на странице короткое сообщение: “Возможно, есть смысл нагреть Марс с помощью тысяч спутников-отражателей, а не искусственными солнцами”.

Вскоре он добавил, что под искусственными солнцами имеет в виду термоядерные бомбы: по задумке, энергия взрывов нагреет разряженную атмосферу Марса, полярные шапки растают — возникнет парниковый эффект, и новые бомбы уже не понадобятся. Также Маск рассчитывал, что заодно поднимется атмосферное давление, а сейчас на Марсе оно более чем в 160 раз ниже, чем на Земле.

Прежняя затея Маска действительно так себе

Чтобы замороженная углекислота на одном из полюсов начала таять, понадобится очень много термоядерного оружия. По одним подсчетам, самые мощные бомбы, что когда-либо были в арсенале США, пришлось бы взрывать как минимум каждые 20 минут, а процесс растянулся бы на десятилетия. По другим — понадобится в 162 504 раза больше бомб, чем было во всех арсеналах на Земле в 2016 году. Но даже если изготовить нужное количество, то оружие еще нужно доставить на Марс, а стоит это дорого. Упомянутые американские бомбы — B-53 — весили по четыре тонны, в 4,5 раза больше, чем марсоход Curiosity.

Но предположим, что полярные шапки Марса все-таки удалось растопить. Американские ученые Брюс Джакоски и Кристофер Эдвардс рассчитали, что высвободившегося углекислого газа будет недостаточно, чтобы существенно нагреть планету, а водяной пар вскоре выпадет на поверхность в виде снега, и толку не будет. Вдобавок у Марса нет магнитного поля, поэтому атмосферу сдувает в космос солнечным ветром и ультрафиолетовыми лучами — то же самое постепенно произойдет с растаявшей углекислотой.

Постоянные бомбежки могут и вовсе охладить Марс еще сильнее. Взрывы поднимут в атмосферу пыль — наступит ядерная зима: и без того тусклые лучи Солнца не будут достигать поверхности планеты. К тому же пыль эта будет радиоактивная: “запалом” в термоядерном оружии служит небольшой атомный заряд. Загрязнение сделает быт колонистов еще тяжелее и может убить жизнь на Марсе, если она там есть.

Очевидно, что замена бомб на отражатели солнечного света не решит все эти проблемы. Впрочем, Маск не вдавался в детали своего нового плана.

Гигантские солнечные зайчики

Задумка с зеркалами не нова — ученые и инженеры обсуждают этот способ терраформирования по меньшей мере последние 40 лет. Его основное преимущество заключается в том, что необходимую энергию не нужно производить: источником послужит Солнце. Одни предлагали нагревать только полярные шапки, другие — всю планету целиком.

Чтобы поверхность планеты освещалась всего на 30% лучше, чем сейчас, потребуется колоссальная группировка спутников. В сборнике “Марс. Будущие энергетические и материальные ресурсы” шотландец Колин Макиннес подсчитал, что для этого общая площадь отражателей должна быть как у Антарктиды. Колонистам спутники покажутся ниткой тускло светящегося жемчуга, которая поднимается из-за горизонта и разгорается после заката, а потом снова исчезает.

Несмотря на размеры, масса отражателей может быть сравнительно небольшой — примерно с две пирамиды Хеопса. Для этого толщина отражающей пленки должна быть всего 0,1 нм — лишь чуть больше ядра атома железа. В лаборатории такую тонкую фольгу получали, но для обогрева Марса ее придется производить в космосе: доставить с Земли более 11 млн тонн груза пока невозможно. Сырьем может послужить астероид радиусом 70–90 м. Правда, люди еще не доставили с астероидов первые образцы грунта, а переработка минералов — это только отдаленные и туманные планы.

Но даже если на орбите Марса развернут группировку спутников и отражатели заработают согласно расчетам, температура на поверхности поднимется незначительно — в среднем до –45 °C без учета парникового эффекта. На Земле двуокись углерода, метан, водяной пар и другие газы обеспечивают прирост 33 °C (и нашими стараниями разница увеличивается), но на Марсе даже с растаявшими полярными льдами атмосфера не удержит столько же тепла: сейчас она дает дополнительные 6 °C.

Прогреть Марс целиком было бы здорово, но намного проще ограничиться территорией, где будут обитать люди. Подходящий план проработал инженер Райджел Войда из Университета Аризоны, и в 2006 году NASA даже вручило ему за это денежную премию. Войда предложил терраформировать участок площадью 1,5 кв. км. По его расчетам, чтобы на эту область попадало примерно столько же света, сколько на Землю, нужно отправить 200–300 спутников со 150-метровыми зеркалами. Эта задача тоже не из легких, но все же проще, чем переплавка громадного космического булыжника. Зато в колонии, как показало моделирование, температура поднимется выше нуля.

Что еще не так с Марсом

Только тепло не сделает Марс намного дружелюбнее. Космические и солнечные частицы, которые почти сдули его атмосферу, несут смертельную опасность для всего живого. Но от радиации хотя бы можно спрятаться в пещерах или тоннелях (возможно, именно для этого Илон Маск учредил The Boring Company, специализирующуюся на строительстве подземной инфраструктуры).

Намного сложнее компенсировать слабую гравитацию, составляющую лишь 38% земной: она зависит от массы планеты — досыпать недостающее количество невозможно даже в самых смелых фантазиях. Наверное, к марсианской гравитации можно привыкнуть, но медицинские обследования космонавтов показали, что долгое пребывание в таких условиях подорвет здоровье колонистов.

Столкнутся они и с другими трудностями. Низкое атмосферное давление вынудит носить скафандры. На Марсе пыльно, и мелкие частицы могут повредить оборудование. Вдобавок в грунте содержатся ядовитые соли-перхлораты. Остаться в миллионах километров от Земли попросту страшно, а находиться в замкнутом пространстве с одними и теми же людьми рано или поздно надоест. Наконец, до Марса еще нужно долететь невредимым.

Орбитальными зеркалами тут не обойдешься.

Источник

Читайте статью А.Колтыпина о целесообразности колонизации Марса