Текст книги "За пределами Земли: В поисках нового дома в Солнечной системе"

В отношении космической индустрии эта стратегия дает предположение о будущем расцвете тех технологий, которые сейчас только появляются на горизонте. Опять же, возможно, мы ошибаемся. Может быть, развитие коммерческой космической индустрии замедлится из-за трагической аварии или мирового экономического кризиса. Но даже если предпринимательский дух США в отношении космоса упадет, другие нации, более терпимые к риску, в итоге не упустят этих возможностей. И если не рассматривать возможность катастрофы, которая сметет с лица земли места сосредоточения наших богатств и технологических достижений, появление нового, не очень дорогого космического корабля кажется вполне вероятным.

Далее, подобно Томас, мы стараемся ничего не усложнять. Она не предполагала сложной цепи событий. Ее прогноз был основан на ожидании, что большинство людей просто будут действовать осмысленно. Бритва Оккама – это правило ведения рассуждения, гласящее, что любому явлению следует искать простейшее объяснение. Она помогает ученым и журналистам избегать неприятностей.

Умному человеку легко сбиться с верного пути, забыв о том, что обычно случается наиболее очевидное. Предсказания климатических изменений – важный тому пример. Берт Рутан – человек, несомненно, очень умный – заявлял, что научная дисциплина, обосновывающая антропогенный характер изменения климата, представляет собой заговор, имеющий целью дать больше власти правительству. Но физический механизм, благодаря которому выбросы углекислого газа человечеством нагревают атмосферу, не вызывает никаких сомнений[8]8
  Вопрос в том, является ли этот эффект единственным или хотя бы главным в эволюции земного климата и на какие неантропогенные тенденции он накладывается. – Прим. науч. ред.


[Закрыть]. С другой стороны, потребуется очень сложная теория, чтобы объяснить противодействующую физическую систему, а сверх того – объяснить, кто заставил все крупные научные сообщества скрывать истину. В простом объяснении больше смысла: ученые мира, изучая этот вопрос, пришли к одинаковому выводу, потому что он более всего соответствует наблюдениям.

Удачные прогнозы обычно избегают излишней конкретики. Хелен Томас не пыталась предсказывать конкретные модели самолетов за 30 лет до их появления. Она указала общие технические параметры. Климатология работает точно так же. Хотя погоду нельзя предсказать более чем на две недели вперед, возможно прогнозировать средние климатические значения.

Мы можем с уверенностью предсказать, что на Гавайях всегда будет в среднем теплее, чем на Аляске, хотя, возможно, в какие-то дни где-то на Аляске будет теплее, чем где-то на Гавайях. Климатологи смотрят на общую картину климатических сил, учитывают известные изменения и предсказывают общие тенденции. Это работает. Предсказания глобального потепления с помощью первой, очень простой компьютерной модели климата спустя 50 лет оказались вполне точными.

Мы позволяем себе небольшую поэтическую вольность, иллюстрируя некоторые идеи причудливыми подробностями, но сохраняем обобщенный характер повествования. Мы не говорим, когда именно произойдут эти изменения. Мы не предсказываем конкретные события. Подробности призваны проиллюстрировать общие закономерности, развитие которых нам видится в будущем. Основой нашего сценария являются общие идеи: полет в космос станет дешевым и доступным, жизнь на Земле станет трудной и страшной, и эти тенденции вызовут агрессивное, но беспорядочное движение к колонизации другого мира.

Так думаем не только мы. В 2013 г. Национальная академия наук США объединила ученых и сотрудников разведки в попытке предсказать, какое давление климатические изменения окажут на политические системы и какие конфликты они могут вызвать. Было отмечено, что конфликт уже разворачивается вокруг дефицита, связанного с климатом, например между Пакистаном и Индией. У обеих этих стран есть ядерное оружие, и обе они зависят от реки Инд, на которой участились наводнения и которая может пересохнуть с исчезновением гималайских ледников.

Выработано и общее мнение экспертов касательно будущего коммерческих космических полетов. Люди вкладывают в это деньги. Они верят, что энергичная, конкурентоспособная индустрия и очень умные люди, в ней занятые, могут создать то, что сегодня звучит как научная фантастика. Мы несколько раз становились свидетелями подобного в других отраслях. Капиталисты ставят на то, что это случится вновь и сделает космические полеты рутиной. Те, у кого воображение поживее, заглядывают дальше и задумываются о том, какие небесные тела они захотят посетить после произошедших перемен.

Мы соединили эти тенденции и задались вопросом: куда мы отправимся?

2. Внутренняя часть солнечной системы и проблемы NASA

Марк Робинсон работал над поиском на Луне таких мест, которые могли бы послужить человеку убежищем. В таких местах можно было бы справиться с проблемами радиации и микрометеоритов, доступа к воде и температурного режима, и они в принципе позволяли использовать надувной жилой модуль, чтобы создать дешевую лунную базу. Таковой в начале 2010 г. оставалась цель NASA. Только нельзя было говорить «база».

«Стратегия заключалась в том, чтобы построить, как говорили сначала, “базу”. Но это слово ассоциируется с военными и политически, и с точки зрения связей с общественностью. Поэтому всем приказали говорить “аванпост”, потому что говорить “колония” тоже было нельзя: сразу представляются маленькие детишки, бегающие кругом, школа, в которую они ходят, и прочее в таком духе. И, помнится, нельзя было произносить слова “постоянная” или даже “полупостоянная”».

В 2004 г. появился план по отправке астронавтов на Луну в качестве подготовки к путешествию на Марс. Эта программа Джорджа Буша-младшего получила название «Созвездие» (Constellation), и в ее рамках был запущен спутник Луны LRO – Лунный орбитальный разведчик. Марку нравился этот план. Будучи планетарным геологом из Университета штата Аризона и руководителем научной группы по камере этого космического аппарата, он видел смысл в том, чтобы создать средства и получить доступ к ресурсам Луны, в трех днях пути от нас, прежде чем отправляться в годовое путешествие на Марс.

Он и сам правильно подбирал слова. Он помнил, как прошлая миссия к Луне и Марсу, заявленная в 1989 г. президентом Джорджем Бушем-старшим, была отменена после многих лет работы и многих потраченных миллиардов[9]9
  Эта «Инициатива по исследованию космоса» сразу же столкнулась с оппозицией в конгрессе, а после того, как NASA оценило ее в $500 млрд, дал задний ход и Белый дом. К 1992 г. программа фактически была свернута, а суммарные расходы на планирование и отработку отдельных технических решений не превысили пары сотен миллионов. – Прим. науч. ред.


[Закрыть]. Он не хотел, чтобы это произошло опять.

Робинсон и его коллеги обнаружили на Луне крутые провалы, своими отвесными стенами напомнившие ему выходы лавовых трубок на Земле. Он попросил команду Научного центра управления, работавшую с камерой аппарата на том же этаже, где находился его кабинет, попытаться взглянуть на поверхность не вертикально, а под углом. На получившихся очень четкими снимках он смог разглядеть, что над впадинами имеются скальные выступы, укрывающие их сверху. Все это очень напоминало входы в пещеры. Он не мог заглянуть в них достаточно глубоко для того, чтобы определить, продолжаются ли пещеры горизонтально под поверхностью, но такое предположение выглядело логичным.

Скальный потолок защитил бы астронавтов лучше, чем толща тяжелой брони, и обеспечил бы устойчивую температуру в тени, что упростило бы проектирование жилища. За ненадобностью дополнительной защиты крышу и стены можно сделать тонкими и легкими, что значительно сократило бы затраты на доставку укрытия с Земли. Такое снижение веса запускаемого груза позволило бы миссии сэкономить миллиарды.

Эти провалы также могли оказаться ключом к добыче воды на Луне. Лунная поверхность сухая. Палящее Солнце нагревает ее до температуры, при которой вода испаряется очень быстро. Но на Луну постоянно падают влажные объекты: богатые водой метеороиды, кометы и тому подобное. Кроме того, ее поверхность постоянно бомбардируется протонами солнечного ветра, способными синтезировать молекулы воды из элементов, содержащихся в лунных скалах и пыли. Часть воды, вероятно, попадает в вечную тень на дне провалов, где температура никогда не поднимается выше –233 °C, что всего на 40° С больше абсолютного нуля. Если это так, то она уже очень долго накапливается там в форме льда, так что даже при крохотном ежегодном отложении воды в итоге должен был сформироваться значительный ее запас.

Вода пригодна не только для питья. Это идеальный материал для защиты от радиации, а разделив ее на составляющие – водород и кислород, – воду можно использовать для производства воздуха, пригодного для дыхания, и энергии. Робинсон описал нам картину: астронавты живут в провалах или пещерах и выходят из укрытий в скафандрах, чтобы добывать воду, готовясь к отправке на Марс. При лунном тяготении, в 6 раз меньшем, чем земное, поднять воду и космические корабли с Луны и направить к Марсу будет относительно легко. В то же время астронавты научились бы продуктивно работать в чужом мире в неуклюжих скафандрах.

Неясно, могло ли все это сработать. Еще многое предстояло узнать, прежде чем составить подробный план. Но нехватка знания является частью проблемы. Люди не были на Луне с 1972 г. Астронавты «Аполлонов» провели за работой на поверхности Луны в общей сложности 3,4 суток за все 6 полетов и преодолели 95 км на луноходах, причем все это происходило около центра видимой стороны Луны. С тех пор люди не выбирались за пределы низкой околоземной орбиты. Когда Робинсон со своими коллегами обнаружил эти пещеры, его охватил радостный трепет первооткрывателя и волнительное предвкушение отправки на Луну новых зондов, а затем и астронавтов. У него была идея отправить в провал спускаемый аппарат, выпускающий в глубь пещеры мини-роботов.

Но президент Обама свернул программу «Созвездие» по возвращению на Луну. Лунный орбитальный разведчик LRO перестал быть авангардом исследования космоса человеком. Он передан в ведение Отделения планетологии NASA. Марк по-прежнему исследует лунную поверхность, но перед ним больше не стоит цель планирования пилотируемого полета.

Спустя почти четверть века история повторилась. Шаг вперед, шаг назад, изменение курса, и новый виток обсуждений. Если США надеются отправить людей за пределы Земли, нам следует признать неспособность выбрать цель и придерживаться курса.

* * *

28 января 1986 г. космический челнок «Челленджер» разрушился через 73 секунды после запуска. В тот день он выполнял миссию, соответствующую первоначальному представлению NASA о шаттле как о рутинном способе перевозок, делающем космос дешевым и доступным. Шаттл нес телекоммуникационный спутник и учителя социологии Кристу Маколифф, а также шесть профессиональных астронавтов[10]10
  В действительности пять. Шестой, Грегори Джарвис, также был лишь участником космического полета, представлявшим компанию – производителя спутников связи. – Прим. науч. ред.


[Закрыть]. К катастрофе привела спешка с запуском в попытке оставаться в нереальном графике.

Этот момент не можем забыть ни мы, ни многие другие. Аманда тогда сдавала экзамены по физике в средней школе в Пасадене. Этот предмет был ее любимым, а также единственным, имевшим отношение к ее извечной мечте о полете в космос, но из-за этой новости закончить тест оказалось почти невозможно. Чарльз учился на старших курсах колледжа в Нью-Джерси. Он ехал в машине и слушал, как ведущий радиопередачи объявлял новость – поначалу с недоверием, как если бы это была шутка. Кампус погрузился в особое состояние шока и грусти, скорби пополам с разочарованием.

Для молодежи, взращенной на прославлении прежних достижений NASA, новость о крушении «Челленджера» оказалась тяжелейшим ударом «потери невинности». Последовавшие за ним разоблачения только ухудшили дело – вскрылись доказательства укоренившихся в NASA борьбы с инакомыслием и неуправляемости. Пятеро инженеров, особенно Роджер Божолай из компании – поставщика ракет Morton Thiokol, предупреждали начальство о том, что на стартовой площадке слишком холодно и что резиновые уплотнительные кольца стартовых ускорителей не испытывались при столь низкой температуре и, скорее всего, выйдут из строя. В кольцах определенно был дефект[11]11
  Дефектной на самом деле была конструкция межсегментных стыков ускорителя, позволяющая раскаленным газам соприкоснуться с этими кольцами. – Прим. науч. ред.


[Закрыть], в прошлых полетах им случалось прогореть почти насквозь. На телефонной конференции вечером накануне запуска менеджеры NASA запугиванием вынудили Morton Thiokol отказаться от своих возражений. Причиной взрыва оказалась именно та проблема, о которой предупреждал Божолай. В дальнейшем, рассказав комиссии по расследованию о произошедшем, он подвергся остракизму на работе и был вынужден уволиться.

Крушение «Челленджера» пришлось примерно на середину времени существования NASA, если считать от года ее основания – 1958 г. – до сегодняшнего дня. Первая половина – эпоха легенд. Вторую, с 1986 г., легко проследить по отчетам независимых экспертных комиссий, неоднократно пытавшихся вернуть дела в здоровую колею. Доклады этих комиссий обычно известны под именами их председателей: отчет Роджерса, отчет Райд, отчет Пейна, отчет Огастина 1990 г., отчет Олдриджа, отчет Огастина 2009 г. и т. д. В отчете комиссии Огастина 1990 г. NASA охарактеризовано как организация, погрязшая в бюрократии, деморализованная и пытающаяся сделать слишком многое при недостатке средств. В нем было верно предсказано крушение еще одного шаттла. Последующие отчеты описывали состояние NASA по большей части так же. Когда в 2003 г. при возвращении в атмосферу разрушился шаттл «Колумбия», главной причиной опять была названа сложившаяся в агентстве атмосфера.

Президент Буш-старший, видимо, подражая президенту Кеннеди, приказал начать в 1989 г. грандиозную миссию на Луну и Марс, но не получил политической поддержки с учетом огромного объема предстоящих расходов. Конгресс так и не выделил на это денег. NASA отказалось от этого плана в начале 1990-х, а в 2004 г. президент Буш-младший вернулся к нему, на этот раз под названием «Созвездие». На этот раз были потрачены миллиарды, но программа была закрыта в 2010 г., отстав от графика и с нулевой вероятностью выделения достаточного финансирования для завершения проекта[12]12
  Под давлением Конгресса было решено сохранить проект перспективного пилотируемого корабля «Орион», который начали разрабатывать как раз для программы Constellation. – Прим. науч. ред.


[Закрыть]. Затем администрация Обамы стала продвигать идею поймать небольшой астероид и перевести его на новую, окололунную орбиту; миссия получила название «Миссия по перенаправлению астероида» (Asteroid Redirect Mission – ARM). Многие сотрудники NASA втайне считали это дурацкой идеей, которая никогда не осуществится (проект был доработан, но его выполнение по-прежнему выглядит маловероятным[13]13
  Администрация Дональда Трампа предписала NASA отказаться от него. – Прим. науч. ред.


[Закрыть]). По сути, они работают над проектами, не имея глобальной цели.

Но, как говорит Робинсон, по ходу было проделано немало увлекательной работы. Хотя лунный разведчик больше и не работает над подготовкой к высадке на Луну, он по-прежнему дает прекрасный научный материал. Хотя Марк измучен бесконечными телеконференциями и измотан бумажной работой, он каждый день трудится над изучением Луны и Меркурия с помощью планетарных зондов, несущихся через космическую пустоту. Это здорово и интересно. «Тут нужно терпение. Удовлетворение в десять раз сильнее разочарований».

Марк начал свой путь на золотом прииске на Аляске. Он изучал политологию и искусство в Южном университете, а летом работал в лагере золотоискателей в заливе Бернерс, в прибрежных влажных лесах неподалеку от Джуно. После получения степени бакалавра у него не было каких бы то ни было перспектив по трудоустройству. «Мой диплом дает мне большое преимущество на коктейльных вечеринках», – говорит он.

Поэтому он вернулся на Аляску резать кустарник, рыть ямы и таскать камни для геолога, ищущего золото. В ходе работы он заинтересовался геологией. Занявшись геологией в Университете Аляски в Фэрбенксе, он наткнулся на данные с марсианского посадочного аппарата «Викинг» (Viking) и открыл в себе способности к математической обработке изображений. В итоге он стал геологом, специализирующимся на поверхностях других планет.

Ему есть что изучать на Луне. В этой области полно таких вопросов, которые задают и пятилетние дети. Откуда взялась Луна? Ведущая теория такова: небесное тело величиной с планету врезалось в Землю, а Луна сформировалась из материи, выброшенной этим столкновением. Но многие факты говорят в пользу других теорий. Марк будет с энтузиазмом продолжать выяснять истину, вглядываясь в фотографии, даже если люди не высадятся на Луну.

Но он все равно мечтает послать исследователей за пределы Земли. Судя по всему, то же можно сказать о многих тружениках космической науки. Не будь это так важно, не было бы столь сильного гнева и разочарования по поводу долговременной институциональной несостоятельности NASA. Марк сказал, что умные люди покидают агентство и что их мало среди новых соискателей. Доклад Огастина 2009 г. цитирует электронное письмо, полученное председателем комиссии:

«Я получаю степень магистра в области аэрокосмической техники. Перспективы [моих однокурсников] – работать на непробиваемую бюрократию, где их творческое мышление будет раздавлено отменами программ, перерасходом денежных средств и неготовностью рисковать… Неудивительно, что многие из них выбирают для себя работу в финансах».

Робинсон сделал презентацию на совещании по планированию NASA, в которой утверждал, что Луна – по-прежнему ключевой этап на пути к Марсу, а поимка астероида – нет. Ученые NASA представляли противоположную точку зрения, превознося идею ARM.

«Во время перерыва один из ключевых защитников противоположной точки зрения подошел ко мне и сказал: «Марк, я так рад, что ты сказал это». Я спросил: «Но тогда почему этого не сделали вы?» Он ответил: «Потому что я не могу». И по-настоящему расстраивает то, что в NASA непозволительно говорить правду. Если вы пойдете и отыщете у себя на полке отчет комиссии по расследованию крушения “Колумбии”, и тот, который был сделан после “Челленджера”, вы прочтете в обоих, что NASA должно изменить свою культуру, что люди должны знать, когда что-то не в порядке, что должно быть позволительным высказаться. А в NASA по-прежнему нельзя говорить под страхом потери рабочего места».

Крушение «Челленджера» послужило наглядным уроком многим другим организациям. В следующие два десятилетия в обществе возникло движение к открытию и упрощению управленческих структур. Роджер Божолай, пытавшийся остановить запуск, всю оставшуюся жизнь преподавал этику в инженерных школах в качестве приглашенного лектора. Но NASA остается громоздкой, сложно организованной пирамидой, силящейся сосредоточиться, недофинансированной, с чрезмерным количеством миссий, все более задыхающейся из-за правил секретности.

В Космическом центре имени Джонсона царит атмосфера ретро. Тоскливые строения колледжей 1960-х гг. из осыпающегося бетона, каких, к счастью, уже не встретишь в большинстве кампусов. Ряд давно не используемых телевизионных трейлеров Центра управления полетами с потрепанными погодой логотипами. Музейные экспонаты времен прошлых побед можно встретить на каждом шагу: даже зал управления, использовавшийся при посадке «Аполлонов», сохранили совершенно нетронутым. За дополнительную плату туристу позволят в него пройти. Но почти не видно тех технологий, которые меняют сегодняшний мир, которые распределяют мощности между отдельными людьми с помощью дешевых мобильных устройств и высвобождают их творческий потенциал. Потребовалась вечность, чтобы NASA позволило астронавтам пользоваться айпадами на МКС.

Международная космическая станция – единственное крупное достижение NASA в области пилотируемых космических полетов со времен шаттла. Ее строительство на орбите стало единственным назначением шаттлов. Назначение станции, задуманной еще во времена администрации президента Рейгана, также переосмысливалось. После падения Советского Союза ее переименовали в МКС, а одной из главных целей станции стало сближение народов посредством общего проекта. Теперь, когда NASA свернуло программу шаттлов, доставлять людей на станцию может только Россия. Сегодня все астронавты NASA проходят интенсивный курс обучения русскому языку. Но задолго до событий на Украине было ясно, что политика будет определять жизнь на космической станции, а не наоборот. В своей работе команды уже разделились, американцы и русские сидят на своих территориях в разных концах станции и занимаются своими делами, взаимодействие их ограничено.

Доклад Огастина 2009 г., повлиявший на отмену Обамой программы Буша «Созвездие», призывал продлить эксплуатацию МКС. После 25 лет планирования и строительства стоимостью $100 млрд первоначальный план сбросить ее в океан после всего 15 лет использования выглядел довольно бессмысленным.

Основным назначением станции стало изучение пребывания человека в космосе с целью наработки технологий исследования дальнего космоса. Хотя конечный пункт назначения остается неясен, эта мечта и есть настоящая, невысказанная цель почти каждого сотрудника Космического центра имени Джонсона. Астронавты, инженеры и ученые все время говорят о полете на Марс, о создании средств, чтобы к моменту выбора пункта назначения мы были готовы отправиться туда, куда решит Америка.

И каков же будет смысл путешествия? Одна из фундаментальных проблем NASA в том, что предлагаемые им обоснования исследования космоса человеком не вдохновили американцев настолько, чтобы вложить необходимые средства. В 1960-е гг. США выделили значительную долю валового внутреннего продукта на полет на Луну. Что может побудить нас сделать это вновь? В докладе Огастина 2009 г. изложены всем известные причины: вдохновение молодежи, изучение других планет, развитие технологий, улучшение международных отношений. Все это хорошо, но является ли миссия на Марс стоимостью в триллион долларов лучшим способом достижения этих целей?

Однако далее, после этого обыденного списка, доклад Огастина упоминает куда более мощную конечную цель и гораздо убедительнее:

«Комиссия была единодушна в том, что исследование космоса человеком должно приближать нас как цивилизацию к нашей итоговой цели: очертить путь расселения человека в Солнечной системе. Мы еще не можем знать того, как и когда люди впервые освоятся на другой планете, но мы должны руководствоваться именно этой долгосрочной целью».

* * *

Первым шагом к созданию успешной внеземной колонии будет поиск пригодного для жизни места. Десятилетия плодотворных планетных исследований автоматами дали почти все сведения, необходимые нам, чтобы отсеять неподходящие варианты. Это знание выросло из общего любопытства ученых, работающих с одной-единственной целью – узнавать. Но, если мы решим отправить людей жить за пределами Земли, «чистая» наука вдруг станет играть очень важную, даже ключевую роль в их выживании.

Исследование человеком Луны, Марса и астероидов – дело достаточно трудное. Эти миссии планируются наподобие туристического похода: с собой берется компактный набор инструментов и материалов, незаменимых за пределами земной орбиты, который позволяет выжить в течение строго определенного времени. Эти вылазки планируются с учетом возвращения. Колонисты же отправляются в космос строить поселения, и им придется самим изготавливать инструменты.

Чтобы заселить новый дом, колонистам придется «перерезать пуповину», соединяющую их с матерью-Землей. Им будет нужна новая, независимая экосистема, пригодная для жизни, способная, как Земля, предоставить укрытие, энергию и ресурсы.

Заполнение матрицы качеств, необходимых будущей колонии, – задача поучительная.

Что касается укрытия, то окружающая среда новой планеты должна позволить выжить при минимально возможной зависимости от технологий. Это вопрос степени дружелюбности планеты. Людям, живущим где угодно вне Земли, понадобятся герметичные убежища, но в одних средах обустроиться будет проще и безопаснее, чем в других.

На одном конце шкалы – открытый космос, совершенно враждебный жизни, требующий герметичного жилого помещения, приспособленного к экстремальным температурам, хорошо защищенного от радиации и обладающего искусственной тяжестью. На планетах без атмосферы есть гравитация и твердый грунт для строительства, но остаются радиация и опасность утраты пригодного для дыхания воздуха при разгерметизации убежища из-за аварии или попадания микрометеорита. Планеты с достаточно плотной атмосферой защитят от радиации и метеоритных тел, но останутся трудности, связанные с температурой и токсичностью атмосферы.

На другом конце шкалы – тропические и умеренные зоны Земли, практически рай. Здесь люди могут жить без современных технологий. Точнее, могут, если климатические изменения, ядерная война, загрязнение и разрушение среды обитания и массовое вымирание не приблизят Землю к другим планетам. Возможные в будущем экстремальные температуры, радиоактивное загрязнение, токсичный воздух и разрушенная биосфера, не позволяющая более производить пищу, аналогичны тем сложностям, с которыми столкнется космическая колония.

Далее – энергия. Это основа нашей жизни и нашей власти над миром. На Земле мы главным образом добываем энергию фотосинтеза растений. Растения и водоросли улавливают фотоны Солнца и химически сохраняют энергию в виде пищи и биотоплива, и сегодня мы сжигаем ископаемое топливо, произведенное ими за прошедшие эпохи.

Растительный фотосинтез недостаточно эффективен, чтобы обеспечить энергией космическую колонию. Слишком много понадобится земли и солнечного света (подробнее об этом – дальше).

Но если колонисты не могут положиться на обычный фотосинтез для выработки энергии, они могут положиться на энергию, добываемую из материалов, доступных на месте. Ядерное топливо и солнечные батареи, привезенные с Земли, могут лишь послужить мостом к колонизации. Автономной колонии придется заменить эти источники оборудованием, произведенным на месте. Малое население новой планеты не скоро сможет воспроизвести продукцию зрелых земных производств. Наиболее перспективны простые технологии: ветровые, приливные, геотермальные и химические реакции с выделением энергии (к последним относится сжигание топлива).

Ресурсы – это основные материалы, необходимые для жизни. Колонистам понадобятся вода, питательные вещества для растений, людей и животных, твердые вещества для постройки укрытия и производства инструментов и газы, которые можно приспособить для дыхания. Первоначальный запас можно привезти из дома, но устойчивая колония должна начать производить их самостоятельно. Колонисты могут покидать поселение в поисках элементов, необходимых в небольших количествах: например, на металлических астероидах можно собирать металлы для электроники и питательных веществ, такие как железо, медь и цинк. Располагая достаточной энергией, колонисты могли бы химически перерабатывать часть местных ресурсов во что-то им нужное: производить воду, кислород и пластмассы. Но без сырья колония не выживет.

Вновь глядя на то, что нам известно о внутренних планетах Солнечной системы, мы не нашли возможности отметить достаточно полей в матрице требований к будущему обиталищу человека. И это не потому, что мы плохо смотрели.

* * *

Марсоход Curiosity может видеть, осязать и обонять. Его способности во многом превосходят человеческие: он несет на себе 17 камер, у него есть двухметровая механическая рука, оснащенная пятью приборами для анализа образцов, включая рентгеновский спектрометр альфа-частиц. Но он не умеет рассуждать. Управлять им – все равно что управлять марионеткой, ниточки которой имеют по 225 млн км в длину. И он такой ценный, такой уникальный, что ежедневные решения о том, за какую ниточку и с какой силой потянуть, совместно принимают сотни людей.

Радиосигналы, распространяясь со скоростью света, идут от Земли до Марса от 4 до 24 минут в зависимости от разделяющего нас расстояния, так что управлять марсоходом в режиме реального времени невозможно. Возникни на его пути препятствие, оно было бы замечено на Земле уже после столкновения, а инструкции по уклонению от него дошли бы вдвое позже. Вместо этого ученые и инженеры, управляющие марсоходом, отправляют сразу программу на день, позволяя машине выполнять движения самостоятельно, собрать сведения и отправить их для принятия решения о том, каким будет следующий день его путешествия. Если на его пути встает холм или иная преграда, марсоход может только дойти до нее, осмотреться и отправить фотографии на Землю, чтобы команда в Пасадене решила, что делать на следующий день.

Космические исследования ведутся в невзрачном здании на холмах к северу от Лос-Анджелеса. Работа удивительно похожа на прочую офисную деятельность. Команда встречается в анфиладе офисов, перегородки которых обиты тканью, и ведет бесконечные телеконференции. Джастин Маки показал нам офисы Curiosity в Лаборатории реактивного движения в Пасадене. Он руководил командой, проектирующей камеры, – и это дало ему место среди 486 ученых и инженеров из организаций со всего мира, участвующих в управлении Curiosity. Работники сидели за столами и говорили по громкой связи; в любой момент времени на линии было от 30 до 40 человек из Соединенных Штатов, Англии, Франции, Испании и России.

День начался со звонка в 8:50 утра по тихоокеанскому времени[14]14
  Соответствует 18:50 в Москве в зависимости от времени года. – Прим. науч. ред.


[Закрыть]. Разговор шел о данных предыдущего дня, поступивших в послеобеденное время к ученым, звонившим из Москвы. Конференция стала наиболее многолюдной в 10:15, во время обсуждения дальнейших действий; ученые вели переговоры и торговались, стараясь переместить фокус в область своих интересов. Через два часа обсуждение перешло в активную проверку плана: «умещаются» ли идеи в возможности марсохода и в отведенные временные рамки, осуществимы ли они на практике. Затем настал черед научного обсуждения, беседы с инженерами и проверки предполагаемых движений на компьютере с помощью трехмерной модели марсианского ландшафта. Тестирование заключалось в движении марсохода как аватара в видеоигре, испытывался каждый шаг плана действий следующего дня. Если бы возникла необходимость в дальнейшей проверке, можно было воспользоваться реальным макетом на «марсианском» участке Лаборатории. Наконец, когда в Калифорнии уже садилось солнце, пакет инструкций – последовательность команд – был готов к отправке на Марс через Сеть дальней связи NASA, антенны которой распределены по всему земному шару.

Ежедневные телеконференции длятся по 12 часов со всеми сопутствующими неудобствами – лаем собак, эхом, отголосками других дел, которыми попутно занимаются люди на линии. Раньше они бывали и ночью: ученые жили марсианскими сутками, которые на 39 минут длиннее земных. Каждый день они ложились спать позже, как если бы переезжали на половину часового пояса в день, так что рабочий график команды соответствовал местному времени лишь раз в 39 дней. В конце концов NASA сжалилось и позволило команде Curiosity жить по земному расписанию[15]15
  Решение NASA было связано с тем, что сначала требовалось обеспечить максимальный объем работы марсохода, при котором он движется или выполняет измерения и съемки каждый марсианский день, и как можно скорее реагировать на неполадки. Как следствие, планирование приходилось вести в режиме «на следующие марсианские сутки». Переход к земному графику автоматически означал, что придется составлять планы раз в двое суток на два дня сразу, а в выходные – на три. Производительность Curiosity снизилась в соответствующей степени. – Прим. науч. ред.


[Закрыть].

Предельная скорость марсохода (с учетом обязательных остановок) позволяет ему покрывать лишь 86 м в день, но это немало, если учесть его чувствительность. Представьте себе, что вы разглядываете в лупу футбольное поле, пока едете по нему на тележке. Когда на горизонте появляется интересный камень или тень или в песке мелькает необычно окрашенная полоса, ученые спорят, не стоит ли вернуться и исследовать их, и каждый настаивает на выборе инструмента, который создан его группой, а их на Curiosity двенадцать.