Давайте колонизируем Титан
Идея колонизации Титана, крупнейшего спутника Сатурна, может показаться безумием. Температура там колеблется вокруг отметки в 300 градусов ниже нуля по Фаренгейту, а с небес низвергаются потоки метана и этана, которые затем впадают в углеводородные моря. Тем не менее, Титан может оказаться единственным местом в нашей солнечной системе, где есть смысл строить постоянную колонию, самостоятельно обеспечивающую себя всем необходимым.
Мы пришли к этому выводу, взглянув на планеты с новой, экологической точки зрения. Мы рассмотрели, какая среда обитания нужна человеку, и нашли подобные условия в не очень отдаленном уголке небес.
Наш сценарий колонизации, основанный на науке, технике, политике и культуре, - мысленный эксперимент для всех, кто хочет представить себе будущее нашего вида.
Мы ожидаем, что человек останется таким же, как и сейчас, то есть в будущем человеческие существа будут иметь те же потребности и мотивации. С практической точки зрения их дом должен изобиловать источниками энергии, иметь пригодную для жизни температуру, а также защиту от угроз сурового космоса, включая космическую радиацию, которая, по данным последних исследований, неоспоримо опасна для подобных нам биологических существ.
До сих пор большинство исследователей считали следующей ступенькой человеческого расселения Луну или Марс. Эти направления имеют двойное преимущество: они расположены недалеко, и мысль о жизни там не кажется чересчур нереалистичной. Другие небесные тела неподалеку от нас в пределах солнечной системы - Меркурий и Венера - не отвечают второму критерию.
Меркурий находится слишком близко к Солнцу, и человек едва ли сможет выжить при его перепадах температур и других физических характеристиках. Венера обладает ядовитой атмосферой, на ней сокрушительная гравитация, а из-за бушующего парникового эффекта она раскалена, как печь. Вероятно, можно существовать в шарах, подвешенных в верхних слоях венерианской атмосферы, но неясно, как такая колония сможет сама обеспечивать себя всем необходимым.
Хотя Луна и Марс кажутся сравнительно разумными вариантами, у них тоже есть существенные недостатки. Оба небесных тела не имеют магнитосферы или атмосферы. Поверхности Луны и Марса пребывают под постоянным воздействием галактических космических лучей - энергетических частиц из далеких сверхновых, и люди не смогут долго существовать под их натиском.
Кратер Духа святого Людовика на Марсе © JPL-Caltech / Cornell Univ. / Arizona State Univ. / NASA
Давно известно о канцерогенности этого мощного излучения, хотя его по-прежнему трудно измерить. Но исследования последних двух лет предупреждают о еще одной и более серьезной опасности - повреждениях мозга. В составе галактических космических лучей есть частицы, например, ядра железа, которые перемещаются со скоростью, близкой к скорости света, и разрушают мозговые ткани.
Эксперименты на мышах, которых подвергли облучению в масштабах, аналогичных космическим, показали повреждения мозга и потерю когнитивных способностей. Об этом говорится в исследовании, опубликованном в прошлом году Випаном К. Парихаром (Vipan K. Parihar) с коллегами в Science Advances. Ученые делают вывод, что мы не готовы отправить астронавтов на Марс даже на время, и тем более не сможем там жить.
На Земле от галактических космических лучей нас защищает вода, содержащаяся в атмосфере. Чтобы заблокировать лучи из открытого космоса, требуется по меньшей мере двухметровый водяной слой. На практике, чтобы защититься от облучения, колонию на Луне или Марсе придется построить под землей.
Подземное убежище трудно строить и нелегко расширять. Поселенцам придется заняться масштабными грунтовыми работами, чтобы обеспечить место для удовлетворения потребности в еде, организации производства, а также для повседневных нужд. Зачем им такие хлопоты, спросим мы. Под землей можно жить и на нашей планете. В чем же тогда преимущество Марса?
Следующий потенциальный дом после Марса надо искать среди спутников Юпитера или Сатурна. Там есть множество вариантов, но фаворит очевиден. Титан больше всех остальных небесных тел напоминает нашу Землю.
Художественное представление поверхности Титана © Wikimedia / Debivort
Титан - единственное тело нашей Солнечной системы, на поверхности которого присутствует жидкость, а именно - озера из метана и этана, на вид поразительно похожие на земные водоемы. На Титане идут метановые дожди и временами образуются болота. А дюны из твердых углеводородов удивительно напоминают земные песчаные дюны.
Для защиты от радиации Титан обладает атмосферой, состоящей из азота, и она на 50% плотнее атмосферы Земли. Магнитосфера Сатурна дает дополнительную защиту. А на поверхности Титана имеются огромные количества углеводородов в жидкой и твердой форме, и их можно использовать в качестве источников энергии. Несмотря на то, что кислорода в атмосфере нет, кислород для дыхания и сжигания углеводородного топлива можно получать из водяного льда под самой поверхностью.
На Титане холодно, температура опускается до -180 градусов (-291 по Фаренгейту), зато благодаря плотной атмосфере жителям не понадобятся скафандры - только теплая одежда и дыхательные аппараты. Здания можно будет строить из пластика, произведенного из неограниченных ресурсов на поверхности. Они могут представлять собой купола, наполненные нагретым кислородом и азотом. Простота конструкции позволит создавать огромные внутренние пространства.
Титанцам (как мы их назовем) не придется все время сидеть взаперти. Титан предоставит им уникальные возможности для отдыха и развлечений. Например, полеты. Слабая гравитация, похожая на лунную, в сочетании с плотной атмосферой позволит людям управлять полетом с помощью одних только крыльев на спине. И не беда, если крылья отвалятся, - посадка все равно будет мягкой. Ускорение свободного падения на Титане в десять раз ниже земного.
Моря и озёра в северной полярной области Титана © NASA / JPL-Caltech / USGS
Но как нам туда добраться? В настоящее время это невозможно. К сожалению, нет гарантий благополучного исхода даже для экспедиции на Марс, если только не появятся более скоростные двигатели, которые смогут сократить время пребывания в космосе, чтобы связанное с ним облучение галактическими лучами не успело нанести астронавтам необратимый вред. Скоростные двигатели, причем гораздо более быстрые, чем для Марса, понадобятся и для полета на Титан. Сегодня такой полет продлился бы семь лет.
Нам неизвестны быстрые способы передвижения за пределами Земли, так что придется решать насущные земные проблемы. Но если наш вид продолжит вкладывать средства в чистую науку освоения космоса и развивать технологии, необходимые для поддержания здоровья человека в космических условиях, люди со временем смогут жить на Титане.
Charles Wohlforth, Amanda R. Hendrix