Глава одиннадцатая. КОСМИЧЕСКАЯ БАЗА НА МАРСЕ
Побывав на Луне, земляне горят желанием ступить на поверхность Марса.
В двадцатую годовщину первой высадки человека на Луну президент Соединенных Штатов обозначил основные этапы движения его страны к ближайшему соседу Земли. Выступая в национальном музее аэронавтики и космоса в окружении трех астронавтов из экипажа «Аполлона-11» — Нейла А. Армстронга, Эдвина И. Олдрина и Майкла Коллинза, — президент Джордж Буш рассказал об основных этапах программы освоения Марса. Во-первых, переход от космических челноков к созданию постоянно действующей орбитальной станции, где будут собираться более крупные аппараты для дальнейшего продвижения в космос. Затем наступит очередь создания базы на Луне, где будут разрабатываться и тестироваться материалы, оборудование и топливо, необходимые для длительных космических полетов, а также накапливаться опыт длительной жизни и работы в условиях открытого космоса. Кульминацией всех этих усилий станет экспедиция на Марс.
Провозгласив цель превратить американцев в «космическую нацию», президент объявил, что «мы вернемся на Луну, назад в будущее… а затем шагнем в завтрашний день и двинемся к следующей планете: это будет полет на Марс с человеком на борту».
«Назад в будущее». Вряд ли это выражение было случайным; идея о том, что движение вперед требует возврата к прошлому, могла быть чем-то большим, чем случайным слоганом спичрайтера.
Данная глава называется «Космическая база на Марсе», и существуют серьезные основания полагать, что эти слова относятся не только к планам на будущее, но и к событиям, которые уже происходили в прошлом. Имеются свидетельства того, что в древности на планете Марс существовала космическая база. Более того, ее деятельность, вполне возможно, была восстановлена буквально на наших глазах.
Если человек отважится покинуть Землю и отправиться в открытый космос, то с логической и технической точки зрения первым объектом для такой экспедиции должен стать Марс. Согласно законам небесной механики на дороге к другим мирам должны располагаться промежуточные станции — это диктуется ограничениями веса и энергии, требованиями к безопасности человека, а также его психической и физической выносливости. Космический корабль, способный доставить экипаж астронавтов на Марс и вернуть обратно, должен весить не менее четырех миллионов фунтов. Чтобы поднять такой массивный аппарат с поверхности Земли (планеты с достаточно сильной гравитацией, по сравнению с ее ближайшими соседями), потребуется большой запас топлива (и дополнительные топливные баки), что еще больше увеличит взлетный вес и сделает запуск практически нецелесообразным. (В настоящее время полезная нагрузка американских космических челноков составляет шестьдесят пять тысяч фунтов).
Проблемы стартового веса и большого расхода топлива будут в значительной степени сняты, если космический корабль собирать в невесомости на околоземной орбите. Этот сценарий предусматривает обитаемую орбитальную станцию, к которой космические челноки Доставят собираемый космический корабль. Тем временем астронавты на лунной базе будут отрабатывать методику выживания человека в космосе. Затем люди и космический корабль объединятся для полета на Марс.
Вместе с возвращением на Землю путешествие займет от двух до трех лет, в зависимости от траектории и взаимного расположения Земли и Марса. Длительность пребывания на Марсе также будет зависеть от этих ограничений и от множества других условий — от нуля (просто несколько витков по орбите вокруг Марса) до продолжительной работы в стационарной колонии со сменным персоналом, прибывающим с орбиты. Многие сторонники последнего варианта считают, что пилотируемые экспедиции на Марс оправданы только в том случае, если на планете будет основана постоянная база, которая послужит трамплином к пилотируемым полетам к еще более удаленным планетам, а также в качестве предшественника колонии, постоянного поселения землян в другом мире.
Прогресс от космических челноков к орбитальной станции, а затем к основанию космической базы на Луне — все это уже было описано в многочисленных проектах, которые похожи на научную фантастику, но, тем не менее, основаны на современных научных знаниях и технологии. Проекты баз на Луне и Марсе и даже колонии на Марсе существовали уже давно и считались вполне осуществимыми. Поддержание жизнедеятельности человека на Луне связано с большими трудностями, но исследования выявили пути к достижению этой цели. Для Марса задача еще больше усложняется, поскольку снабжение с Земли (как предполагают проекты лунных баз) становится еще более трудным и дорогостоящим. Однако все основные ресурсы, необходимые для того, чтобы люди могли жить и работать на Марсе, на планете уже имеются, и ученые убеждены, что колонисты способны самостоятельно обеспечить себя всем необходимым.
Таким образом, Марс вполне пригоден для обитания — потому что он был пригодным для обитания в прошлом.
В настоящее время Марс выглядит холодной, наполовину замерзшей планетой, враждебной для любой жизни на ее поверхности, с холодными зимами и температурой, поднимающейся выше нуля лишь в районе экватора в самый теплый сезон, с обширными пространствами, покрытыми либо вечной мерзлотой, либо окисленными железистыми породами и гравием (который придает планете красноватый оттенок), без необходимой для жизни воды и без кислорода, которым можно было бы дышать. Однако не так давно — по геологическим меркам — это была планета с относительно мягким климатом, с океанами и реками, покрытым облаками (голубым!) небом и, возможно — всего лишь возможно — с некоторыми формами простейшей растительной жизни.
Различные исследователи склоняются к единому мнению, что в настоящее время Марс переживает ледниковый период — чем-то похожий на те ледниковые периоды, которые периодически наступали на Земле. В прошлом назывались различные причины этого явления, но теперь считается, что в основе его лежат три основных фактора, связанных с орбитой движения Земли вокруг Солнца.
Во-первых, это форма самой орбиты: как стало известно, орбита циклически меняется с периодом примерно сто тысяч лет, то становясь более вытянутой, то приближаясь к окружности. Это приводит к тому, что Земля попеременно приближается к Солнцу и удаляется от него. Смена времен года на Земле обусловлена тем, что ось ее вращения не перпендикулярна плоскости орбиты (эклиптике), а наклонена, в результате чего северное полушарие летом (северным) лучше освещается солнечными лучами (в южном полушарии в это время зима), и наоборот (рис. 73). Однако угол наклона, составляющий примерно 23,5 градуса не является постоянным. Земля раскачивается, как корабль на волнах; амплитуда этих колебаний составляет 3 градуса, а период — около 41 тысячи лет. Чем сильнее наклон, тем больше разница температур летом и зимой. Потоки воздушных и водных масс меняют направление своего движения, усиливая климатические изменения, которые мы называем «ледниковыми периодами» и «межледниковыми» потеплениями. Третий фактор — это качание Земли во время вращения вокруг собственной оси, которая описывает воображаемую окружность; это явление называется прецессией равноденствия, и его период составляет двадцать шесть тысяч лет.
Планета Марс тоже подвержена влиянию всех трех циклов, но больший радиус ее орбиты и больший наклон оси вызывают более сильные климатические изменения. Предполагается, что цикл климатических изменений на Марсе составляет около пятидесяти тысяч лет (хотя учеными назывались и другие цифры).
Когда наступит следующий марсианский межледниковый период, планета будет изобиловать водой, сезонная смена температуры будет не такой резкой, а атмосфера планеты станет менее враждебной для землян. Когда же на Марсе была последняя межледниковая эпоха? Маловероятно, что с тех пор прошло много времени — в противном случае пыльные бури уничтожили бы все или практически все признаки рек, когда-то существовавших на поверхности планеты, береговые линии океанов и углубления озер, а в атмосфере Марса было бы меньше воды, чем наблюдается сегодня. «Жидкая вода существовала на поверхности планеты в относительно недавние по геологическим меркам времена», — отметил Гарольд Мазурски из Геологической службы США. Некоторые ученые убеждены, что последнее изменение климата имело место не более десяти тысяч лет назад.
Специалисты, планирующие высадку на Марс и продолжительное пребывание на планете, не рассчитывают на то, что в ближайшие два десятилетия климат там смягчится, но они считают, что все необходимое для выживания и жизни людей можно найти на месте. Вода, как уже отмечалось выше, присутствует на обширных пространствах в виде вечной мерзлоты, и кроме того, ее можно добывать из глубины в тех местах, которые, по всей вероятности, являются высохшими руслами рек. Когда участвовавшие в программе NASA геологи из Государственного университета Аризоны указывали своим советским коллегам возможные места посадки на Марс, они обратили внимание на большой каньон в Lunae Planum как на место, где самоходный аппарат «может добраться до бывшего русла и углубиться в грунт в дельте древней реки, впадавшей в озеро», чтобы попробовать найти там жидкую воду. Водоносные пласты — подземные озера — по мнению многих ученых являются надежным источником воды. В 1980 году анализ данных, полученных с космических аппаратов и в результате наблюдений с Земли, привел группу специалистов под руководством Роберта Л. Хьюгенина из Университета Массачусетса к выводу, что два района интенсивного испарения к югу от экваториальной зоны Марса обусловлены существованием обширных запасов воды на глубине лишь нескольких дюймов. В том же году Стенли X. Зиск из обсерватории Хайстек в Вестфорде и Питер Могинис-Марк из Университета Брауна в Род-Айленде сообщили в журнале «Science and Nature» (ноябрь 1980), что сканирование радаром некоторых районов южного полушария планеты выявило наличие «влажных оазисов» — то есть жидкой воды под поверхностью планеты. Разумеется, нельзя не учитывать всю ту воду, которая существует в виде северной полярной шапки и тает на ее. границе в период северного лета, образуя хорошо различимые большие темные пятна (рис. 74). Утренние туманы и дымки, наблюдаемые на Марсе, дают ученым основание предположить наличие на Марсе росы, которая служит источником воды для многих земных растений и животных в засушливых районах нашей планеты.
