Курс на Марс. Самый реалистичный проект полета к Красной планете

Кроме того, аммиак и метан будут защищать поверхность планеты от солнечного ультрафиолетового излучения. Хотя в процессе аммиак и метан будут непрерывно разрушаться, так как типичная молекула имеет срок жизни в атмосфере в несколько десятилетий. Но бактерии постоянно будут их заменять. Также по мере нагревания планеты и дегазации диоксида углерода из реголита озоновый слой Марса будет утолщаться, обеспечивая дополнительное УФ-экранирование и для поверхности, и для аммиака и метана в атмосфере. (Углекислый газ способствует образованию озона. В самом деле, Марс в настоящее время имеет озоновый слой[32] толщиной около 1/60 толщины земного, что довольно хорошо, если считать, что толщина его атмосферы всего 1/120 от земной.)

В считаные десятилетия, используя комбинацию из этих подходов, можно преобразовать Марс из сухой ледяной пустыни в относительно теплую и слегка влажную планету, на которой мы сумеем поддерживать жизнь. Воздух преобразованного Марса не станет подходящим для дыхания, но людям больше не понадобятся скафандры, можно будет свободно передвигаться в обычной открытой одежде и простом дыхательном приспособлении типа акваланга. Кроме того, поскольку атмосферное давление удастся довести до приемлемого для людей уровня, можно будет строить для людей огромные жилые помещения под надувными куполами, содержащие пригодный для дыхания воздух. (Купола могут быть неограниченного размера, потому что они не будут страдать от перепада давления между их внутренней и внешней средой, как во время строительства базы.) С другой стороны, простые выносливые растения могут процветать за пределами жилых помещений в среде, богатой углекислым газом, и быстро распространиться по всей поверхности планеты. С течением веков эти растения будут внедрять кислород в марсианскую атмосферу в возрастающих количествах, пригодных для дыхания, и тем самым создавать приемлемые условия для более сложных растений и животных. Содержание диоксида углерода в атмосфере при этом станет уменьшаться, а планета – остывать, пока не будут введены парниковые газы, способные блокировать те участки инфракрасного спектра, которые ранее блокировал диоксид углерода. Рано или поздно настанет день, когда в куполообразных тентах не останется необходимости.

Активация гидросферы

Первые успехи в терраформировании Марса, нагрев планеты и уплотнение ее атмосферы, могут быть достигнуты удивительно скромными средствами, например, использованием галогенуглеводородных газов местного производства с некоторой помощью бактерий. Уровень содержания кислорода и азота в атмосфере, однако, будет слишком низким для многих растений, и, если не предпринять мер, планета останется довольно сухой, так как при небольшом повышении температуры понадобятся столетия, чтобы расплавить льды и глубоко похороненную вечную мерзлоту Марса. Именно на этом втором этапе терраформирования Марса активируется гидросфера, атмосфера становится пригодной для сложных растений и примитивных животных, а температура продолжает расти, и в этом, вероятно, все более важную роль будут играть изготовленные в космосе крупные солнечные концентраторы. Быстро активировать гидросферу нам позволит использование орбитальных зеркал.

Например, если бы зеркало радиусом 125 километров, которое мы собирались использовать для испарения полярной шапки, сконцентрировало полученную им энергию на меньшей области, это дало бы 27 ТВт энергии, чтобы растопить озера (один тераватт, или ТВт, равен одному триллиону ватт). Этого достаточно, чтобы растопить 2 триллиона тонн воды в год (озеро со стороной 200 километров и 50 метров в глубину). Одно такое зеркало поможет нам перевести огромное количество воды из вечной мерзлоты в нарождающуюся марсианскую экосистему. Чем быстрее начнет циркулировать вода, тем активнее станет деятельность денитрифицирующих бактерий по разрушению нитратного слоя Марса, а значит, в атмосферу будет поступать все больше свободного азота и станет больше растений, производящих кислород. Активация гидросферы также поспособствует разрушению окисляющих химических соединений в марсианском реголите (которые, как показали данные миссии «Викинг», неустойчивы в присутствии воды), и в процессе в атмосферу будет высвобождаться дополнительный кислород. Таким образом, хотя проектирование и производство таких зеркал потребуют от нас грандиозных усилий, пользу от полученных десятков тераватт энергии трудно переоценить.

Наполнение атмосферы планеты кислородом