Новые данные о внутреннем строении Марса открывают неожиданные перспективы. Оказалось, что планета обладает очень толстой и твёрдой литосферой, уходящей на глубину до 500 километров, и при этом — крупным жидким ядром. Эти особенности, включая отсутствие сильного магнитного поля, наводят на мысль о нестандартном, но технически осуществимом подходе к терраформированию.
Вместо того чтобы пытаться изменить всю планету, можно создать локальные, но пригодные для жизни условия самым прямым способом — уйдя под поверхность. Чем глубже, тем выше давление и температура. На Марсе, где среднее атмосферное давление в 150 раз ниже земного, а температура крайне низкая, этот принцип может стать ключом к решению.
Суть Проекта «Дно»
Идея проста: создать на Марсе гигантские котловины невероятной глубины. На их дне, благодаря естественному градиенту давления, атмосфера станет достаточно плотной, а геотермальное тепло обеспечит комфортную температуру. Для дыхания людям будет достаточно кислородных масок, а толстый слой воздуха обеспечит защиту от радиации.
Расчёты показывают, что для достижения давления, равного трети земного (что считается приемлемым), необходимо спуститься на глубину от 70 до 84 километров. Это возможно благодаря огромной толщине марсианской литосферы (500 км), которая не даст магме прорваться наружу. Такая искусственная впадина, или «Дно», гравитационно неустойчива, но процесс её «оплывания» займёт десятки тысяч лет — более чем достаточно для колонизации.
Яма, конечно, должна быть поглубже...
Масштабы и реализуемость
Общая площадь «Дна» может составить до 3 миллионов квадратных километров (около 1/50 поверхности Марса). На этой территории, с плотностью застройки, сравнимой с крупными земными городами, можно разместить всё современное человечество. Температура на глубине 80 км будет около +15…+27 °C.
Основной технологический вызов — создание таких котловин. Наиболее реалистичный метод в обозримом будущем — сверхмощный термоядерный взрыв. Для кратера глубиной ~80 км и диаметром ~800 км потребуется заряд эквивалентом в миллиарды мегатонн. Масса взрывчатки (например, дейтерида лития) составит около 1.5 миллиарда тонн.
Проблема радиации и варианты взрывчатки
Классическая термоядерная взрывчатка (дейтерид лития) создаёт наведённую радиоактивность в грунте (например, кобальт-60). Однако её уровень снизится до безопасных значений за 50-100 лет, что делает этот вариант приемлемым, если колонизация запланирована не сразу.
Существуют и более «чистые», но сложные альтернативы: реакция на чистом дейтерии или безнейтронные реакции (гелий-3 + гелий-3 или бор-11 + водород). Они требуют либо колоссальных ресурсов для производства изотопов, либо прорывов в технологии инициации реакции, но теоретически сводят радиоактивное загрязнение к нулю.
Создание пригодной для дыхания атмосферы
Повышение давления — только первый шаг. Чтобы сделать атмосферу пригодной для дыхания, нужно преобразовать углекислый газ в кислород. Для этого предлагается использовать отдельные, возможно, менее глубокие котловины как гигантские биореакторы.
Их нужно заселить генетически модифицированными растениями с максимальным КПД фотосинтеза (например, аналогами сахарного тростника или водорослями). Ключевое условие — полное отсутствие в этой экосистеме организмов, потребляющих органику. После того как растения переработают CO2 в кислород и биомассу, котловины «закапывают», захоранивая органику. Таким образом, кислород остаётся в атмосфере, а углерод — законсервирован в недрах.
Все изображения взяты из открытых источников.
Сложности и риски проекта
Непредсказуемые последствия мегавзрывов
Взрыв такой мощности — беспрецедентное событие. Он может спровоцировать тектоническую активность, а выброшенное в атмосферу испарённое вещество, остывая, нагреет планету на годы вперёд. Это приведёт к таянию льдов и потенциальному затоплению «Дна». Необходимы детальные расчёты и моделирование.
На юге Восточного полушария (оно справа) видна глубокая впадина — Равнина Эллада, более 2 тысяч километров в поперечнике. Это ударная структура, то есть — древний кратер. Но глубина её составляет всего около 7 километров: очевидно, она «оплыла» из-за гравитационной неустойчивости слишком глубокого провала (сразу после удара или позже, на протяжении длительного времени). Наши котловины будут намного глубже, но меньше по диаметру — что-то вроде Равнины Аргир — это похожая структура в Западном полушарии Марса.
Биологические и химические нюансы
Для успеха биологической фазы необходимо решить вопросы с солёностью марсианской воды и дефицитом азота в атмосфере. Азот — ключевой элемент для белков, и его безвозвратное захоронение вместе с биомассой недопустимо. Потребуются либо сложные системы рециклинга, либо создание растений, минимально нуждающихся в азоте.
Заключение
Проект «Дно» предлагает не фантастическое, а потенциально реализуемое в ближайшем технологическом будущем решение для создания обитаемых зон на Марсе. Он использует естественные свойства планеты (глубокую литосферу, градиент давления) и опирается на уже существующие, хотя и требующие масштабирования, технологии (термоядерный синтез, генная инженерия).
Этот путь позволяет создать «запасной аэродром» для человечества на сравнительно небольшой, но полностью жизнеспособной территории, избегая титанических затрат на глобальное терраформирование всей планеты. Главное его преимущество — понятность и относительная простота замысла, где каждый следующий шаг технически просчитывается.
PS: Лично я считаю колонизацию Марса на современном этапе не имеющей смысла. Изучение — да, но не более. Отсылаю к своей статье:
Марс Vs. Церера, или Как надо и как не надо осваивать космос
Но если уж кто-то будет твёрдо намерен взяться за это дело, то...
См. также
Навигатор по каналу «Море Ясности»
Больше интересных статей здесь: Космос.
Источник статьи: Проект "Дно": самый доступный способ терраформирования Марса.