Закладки


Поделиться

URL
***

Бизнес и общество / Феномены

27 апреля 2016

Александр Базилевский. Космос: куда бежать с земли?

В последнее время до нас все чаще долетают «космические» новости: в январе мы узнали, что в Солнечной системе открыли новую планету, а некоторое время спустя — что на Марс полетел первый космический аппарат российско-европейской миссии «Экзомарс», который будет искать в атмосфере этой планеты метан — косвенный признак наличия жизни. Становясь все ближе, космос не перестает ставить перед учеными новые вопросы. О ситуации в космической отрасли и планах человечества по освоению космоса рассказывает профессор, доктор геолого-минералогических наук, заведующий лабораторией сравнительной планетологии Института геохимии и аналитической химии им. В. И. Вернадского РАН Александр Тихонович Базилевский.

Как удалось открыть новую планету в Солнечной системе?

Еще недавно полагали, что в Солнечной системе девять планет. Но лет десять назад одну из них разжаловали и перевели в ранг карликовых. Речь идет о Плутоне. Чтобы считаться планетой, небесное тело должно быть достаточно массивным и поэтому иметь форму, близкую к шарообразной, вращаться по орбите вокруг Солнца, не быть спутником планеты, а также с помощью гравитации очищать пространство вокруг себя от других объектов. Плутон не отвечает ­последнему из этих критериев: вокруг него летает множество небесных тел.

Планета, которую открыли недавно, находится за Нептуном в так называемом поясе Койпера, который состоит из ледяных объектов. Американские ученые заметили, что у некоторых из этих объектов орбиты вытянуты в одном направлении, и предположили, что их притягивает некая планета. Затем это подтвердило математическое и компьютерное моделирование.

Есть ли сейчас такое понятие, как космическая гонка? Если да, кто в ней лидирует?

Сильно политизированной борьбы за космос, как во времена СССР, уже нет. Она закончилась в 1972 году, когда на Луну слетал американский «Аполлон-17». Стало ясно, что в лунной гонке США нас победили. После этого Америка утратила интерес к соперничеству, а мы еще в 1976 году запустили аппарат «Луна-24» — она привезла на Землю лунный грунт. (Кстати, изучив этот грунт, ученые из нашего института обнаружили в нем признаки содержания следов воды, но тогда им никто не поверил.) Потом было общее затишье. Затем на Луну стали возвращаться — в том числе американцы. Сейчас в целом в освоении космоса лидируют американцы, на втором месте, пожалуй, европейцы и в спину им дышат китайцы и японцы.

Мы свои позиции утратили?

В общем, да. Сейчас мы пытаемся вернуться к тому уровню, которого достигли во времена СССР. Это непросто. Трудные годы были трудными и для космической промышленности. Если вы чего-то не делаете каждый день, мастерство теряется: то, что наши «Луны» не летали так долго, плохо сказалось на отрасли. Да и кадры постепенно уходили. Кроме того, денег на космос сейчас выделяют существенно меньше: в советское время, если уж принимали какую-то программу, то средств на нее не жалели.

Проблемы с космическими аппаратами у нас начались уже в 1990-е: например, аппарат, который мы запустили к Марсу в 1996 году, не ушел на нужную орбиту и разрушился при входе в атмосферу Земли. Хотя, надо признать, и у других стран бывают неудачи: англичане запускали посадочный аппарат на Марс — и при посадке с ним что-то случилось. Китайский луноход «Юйту» ­прошел всего 114 мет­ров и остановился. Японский аппарат «Хаябуса», который полетел к астероиду Итокава, привез лишь несколько крупинок грунта, хотя планировалось гораздо больше. Сбои случаются не так уж редко — в основном из-за того, что аппарат «недоиспытали».

Сегодня наша задача — восстановить утраченные навыки и умения. Отчасти чтобы доказать самим себе, что мы можем благополучно сесть и работать на поверхности Луны, мы планируем в 2019 году запустить «Луна-Глоб». Затем пойдет более серьезная и интересная работа — мы запустим спутник Луны, а за ним — посадочный аппарат «Луна-Ресурс».

Насколько развито сегодня международное сотрудничество в сфере космоса?

Более или менее хорошо. Кооперация была и раньше — например, с американцами. Когда ввели первые санкции против России, NASA решило прекратить все совместные проекты, но вскоре изменило формулировку: действующие проекты решено было продолжать, а новые не запускать. Поэтому наши приборы, например нейтронные спектрометры, созданные в Институте космических исследований, летают сейчас на американских аппаратах вокруг Марса, вокруг Луны, ходят по Марсу на «Curiosity». Недавно к нам приезжала полуофициальная делегация американцев — договариваться о сотрудничестве по изучению Венеры. До введения санкций мы уже почти достигли такой ­договоренности: американцы хотели участвовать в нашем проекте «Венера-Д» — потом все оборвалось и сейчас медленно восстанавливается. Сегодня наша цель — убедить NASA, что с нами следует продолжать сотрудничать.

С европейцами совместная работа чуть затухала, но не прерывалась. «Экзомарс» — тому пример: аппарат, запущенный недавно на Марс, полетел на нашей ракете, на нем установлены российские приборы, а в команду входят наши специалисты. Сотрудничаем мы и с китайцами, индийцами.

В чем здесь наш интерес?

Во-первых, кооперация помогает нам добывать деньги на космос. Если у нас запланирован, скажем, совместный полет на Луну, то Роскосмос выделяет средства НПО имени С. А. Лавочкина, которое производит космическую технику. Возможно, Роскосмос дал бы деньги в любом случае, но не так быстро и не в таком количестве.

Во-вторых, когда на зарубежных аппаратах стоят наши приборы, данные с них поступают прежде всего к нам, и это важно для российской науки. В-третьих, совместная работа позволяет многому учиться у партнеров.

Есть еще один аспект. Наша ­страна, хоть она и большая, расположена в одном полушарии. Поэтому в некоторые моменты наши антенны не могут поддерживать связь с космическими аппаратами или интересующими нас объектами, и мы не видим, что с ними происходит. По этой причине, например, мы так и не знаем, что случилось со станцией «Фобос-1», которая летела к Марсу: когда с ней попытались связаться после перерыва в наблюдении, она не отозвалась.

Какой интерес сотрудничать с нами у ведущих космических держав — у той же Америки?

Америка может все делать сама, но сотрудничество с нами удешевляет процесс. Те же нейтронные спектрометры им бесплатно поставляет российский Институт космических исследований. Американцам это выгодно, а мы получаем с этих приборов данные и заодно поднимаем наше приборостроение.

В Америке не так просто запустить тот или иной космический проект: там жесткая конкуренция. NASA объявляет конкурс, и разные организации приносят свои предложения — кто по Венере, кто по Марсу, кто по Плутону. Те, кто не выигрывает, ищут парт­неров за рубежом — в таком случае NASA может их поддержать: денег на совместную работу требуется существенно меньше. К нам, например, идут те, кто делал ставку на Венеру: в США эта планета в последние даже десятилетия никогда не выигрывала.

Как вы оцениваете перспективы частного космоса? Изменит ли он космическую отрасль?

Думаю, что да, потому что, в отличие от даже такой сравнительно мобильной организации, как NASA, частные компании могут рисковать — своими деньгами и даже жизнями людей. Они могут предлагать решения, которые в бюрократической системе принимались бы гораздо дольше. Конечно, есть опасность, что частные компании будут использовать космос в своих, не всегда гуманных целях, — и тогда их деятельность, скорее всего, запретят. Надеюсь, этого не произойдет.

Что сейчас ограничивает ­возможности летательных ­аппаратов?

В частности, их допустимый ­размер. Американская ракета-носитель «Сатурн-5» по размеру и грузоподъемности близка к пределу. Более громоздкий аппарат уже на старте может сломаться под собственной тяжестью. Чтобы преодолеть это препятствие, нужно научиться собирать тяжелые космические корабли на околоземной орбите. В принципе, это реализуемо: космонавты на МКС уже выполняют некоторые работы по ремонту, замене и установке приборов.

Насколько серьезную проблему представляет собой космический мусор?

Он может помешать тем, кто изучает космос: например, ударить по летательному аппарату. За большими кусками мусора следят и пытаются «подкручивать» орбиту работающих аппаратов, той же МКС, чтобы этого не произошло. Пока мусора в космосе не так много, вероятность столкновения небольшая. Но его количество постоянно растет. В основном это сломанные аппараты — например, наш «Фобос-Грунт» или части «Марса-96», оторвавшиеся от него при падении и оставшиеся в космосе. Навигационные спутники, находящиеся на геостационарной орбите, в какой-то момент тоже превратятся в мусор. Так что эту проблему нужно решать — скажем, отработавшие части можно пытаться тормозить, чтобы они быстро спускались в плотные слои атмосферы и сгорали или падали на Землю.

С какими целями сегодня в основном исследуют космос?

Прежде всего, для изучения мира, в котором мы живем. Исследуя другие планеты, мы можем понять, что происходило и происходит на Земле, и в какой-то мере предсказать ее будущее. При этом мы можем многому научиться. Например, на Земле, по ­сравнению с Марсом, атмосфера плотная и перенос тепла осуществляется в основном массой газа — воздуха. А на Марсе, где атмосфера очень разреженная, важен лучистый перенос тепла, то есть излучение. У нас он тоже есть, но не в такой степени. Когда для модели атмосферы Марса стали учитывать лучистый перенос, а потом применили его к Земле, наш прогноз погоды стал существенно точнее.

Другой пример. Мы увидели на Луне много кратеров, потом слетали туда, привезли образцы грунта и поняли, что эти кратеры — метеоритные. Тогда стало ясно, что на Земле тоже был период — около четырех миллиардов лет назад — когда планету со страшной силой бомбило. И примерно в то же время появились первые признаки жизни. Это заставляет задуматься: бомбежка убивала зарождающуюся жизнь (и жизнь расцвела, когда перестало бомбить) или, наоборот, стимулировала ее возникновение?

Астрофизики пугают нас тем, что через миллиард лет или раньше Солнце начнет раздуваться и уничтожит все, что есть на Земле. Значит, нам надо куда-то убежать. Первое место, которое приходит в голову, — Марс. Чтобы понять, возможно ли это, надо его изучать.

Это реальное направление ­исследований?

Оно не декларируется, но колонизация — пусть пока в чисто научном разрезе — подразумевается. Эта идея, в том числе, подогревается энтузиастами. Например, в Америке есть план отправить туда людей, которые уже не вернутся на Землю. Люди готовы и лететь, и жертвовать на это деньги.

Каковы выводы о возможности колонизировать Марс?

Марс колонизировать можно — существенных препятствий нет. Это вопрос политической воли и затрат. Главная проблема — разреженная атмосфера Марса. Из-за этого там очень холодные ночи — минус 100 градусов, хотя днем доходит до плюс 20. Давление атмосферы на Марсе в 150 раз меньше, чем на Земле, — значит, без скафандра там находиться невозможно.

Но на Марсе есть полярные шапки — там много воды и углекислого газа. Они белые, а значит, отражают свет, почти не нагреваясь. Теоретически можно брать грунт и засыпать эти шапки — тогда они станут темными и начнут нагреваться и испаряться. За счет этого можно существенно увеличить массу атмосферы. А дальше пойдет саморазгоняющийся процесс: атмосфера будет становиться больше, начнет теплеть и шапки станут деградировать сами по себе. Марс маленький, он плохо удерживает атмосферу, поэтому со временем он начнет ее терять. Но это займет тысячи или миллионы лет — к тому времени люди придумают что-нибудь еще.

Вряд ли сейчас есть основания готовиться к переселению на Марс: до ­катастрофы Земле еще далеко. Но создать на Марсе колонию для спокойного детального изучения планеты уже можно. Было бы хорошо, если бы там работали высококлассные специалисты, прошедшие ­подготовку в том числе на биологическом и геологическом факультетах. Ведь чем человек отличается от робота: человек способен действовать по ситуации, принимая на ходу новые решения, а робот — нет. Например, окончательно подтвердить гипотезу о том, что в недрах Луны была, а может, и есть вода, удалось благодаря тому, что американский астронавт и геолог Харрисон Шмитт (последний человек, высадившийся на Луне) по ходу маршрута увидел на поверхности Луны нечто оранжевое, подошел и взял образец грунта. Изучив этот образец с помощью методов, которые стали ­доступны лишь недавно, ученые нашли в нем следы воды.

Марс — единственный кандидат на колонизацию?

Есть и другие. Например, в Государственном астрономическом институте имени П. К. Шернберга работает энтузиаст, который говорит о ­колонизации Венеры. У нее очень плотная углекислая атмосфера, поэтому возникает так называемый тепличный эффект и температура на поверхности достигает 500 градусов. Значит, атмосферу нужно разжижить. Этот энтузиаст предлагает запустить на Венеру какие-нибудь хитрые бактерии, которые начнут пожирать углекислый газ в атмосфере и разлагать его на кислород и углерод. Углерод будет сыпаться вниз, как сажа, а атмосфера — ­становиться более разреженной, и тогда на Венере вроде бы можно будет жить.

Какой грунт на Марсе и Венере? Можно там что-то выращивать?

По химическому составу он почти одинаковый — базальтовый, примерно как на Камчатке, на Гавайях, выветренный, окисленный. Выращивать растения там можно — только поливай.

А Луна для колонизации не подходит?

Хотя там почти нет атмосферы, у Луны есть определенный потенциал. На ее полюсах солнце светит очень косо и есть зоны вечной тени, где всегда царит холод. Когда по поверхности Луны бьет метеорит, вода, входящая в его состав, улетает и накапливается в этих холодных зонах — и там образуется лед. Значит, на Луне есть вода — а ее с помощью солнечной энергии можно разложить на кислород и водород: кислородом можно дышать, а водород — идеальное ракетное топливо. Получается, что Луна вполне может служить заправочной станцией для космических кораблей.

Раз речь зашла о Луне: так были ли там американцы?

Конечно, были. Уже сейчас американский корабль «Lunar Reconnaissance Orbiter», летающий вокруг Луны, получает снимки ее поверхности с разрешением полметра. На них запечатлены все места посадки космических аппаратов — и американских, и наших. И там видны следы астронавтов (в виде темных линий), посадочные модули, оставленные луномобили. Конечно, можно сказать, что все это «подкрутили» в фотошопе. Но скоро и другие космические агентства станут получать снимки Луны со столь высоким разрешением и тогда обман (если это обман) раскроется и будет страшный скандал. Я лично знаком с тремя американскими космонавтами, которые были на Луне: с Дэвидом ­Скоттом («Аполлон-15»), Джоном Янгом («Аполлон-16») и ­Харрисоном Шмиттом («Аполлон-17»). Мы несколько раз сравнивали, что видели там они и мы «глазами» луноходов. Мне не показалось, что они это выучили в Голливуде. Да и почти 400 килограммов лунного вещества, привезенного «Аполлонами», по составу оказалось таким же, как привезенное нашими «Лунами», — а ведь это вещество очень специфическое. Ну и к тому же когда американцы летали на Луну, советские специалисты, работавшие в наблюдательным пункте в крымском поселке Школьное, откуда управлялись наши луноходы, слушали их переговоры. Так что мы точно знаем, что американцы высаживались на Луне.

Ищут ли ученые жизнь на других планетах?

Ищут. То, что американцы выделяют много средств на изучение Марса, объясняется в частности этим. В одном из метеоритов, прилетевших к нам с Марса, американский исследователь Дэвид Маккей разглядел под электронным микроскопом странные образования, похожие на вирусы. Его доклад на лунопланетной конференции произвел эффект разорвавшейся бомбы. И Конгресс США стал более охотно давать деньги на марсианские исследования. Это было лет 20 назад. Позднее было показано, что, скорее всего, это не органические образования, но золотой дождь уже пролился.

Действительно, где искать жизнь, как не на Марсе? Там и сейчас есть вода — причем не всегда замерзшая. Мы видим следы древних рек, то есть вода текла по поверхности. Значит, там было тепло. Этого уже достаточно для зарождения жизни. Сегодня на поверхности Марса жизнь чувствовала бы себя плохо. Существует мнение, однако, что она могла уцелеть там, где есть вулканизм: он подогревает среду. К тому же мы знаем, что в недрах Марса есть вода и энергия. Так что, если когда-то там зародились некие организмы, они могли сохраниться.

Сейчас на Марс полетел ­«Экзомарс», чтобы искать метан. Метан может быть разного происхождения — и чисто химического, и биологического (продукт разложения организмов). Его содержание в атмосфере Марса непостоянно: его то находят, то нет. Это не однозначный признак наличия жизни, но вероятное указание на нее.

Нет ли опасности, что наши космические аппараты занесут на другие планеты нечто земное, например бактерии?

Все аппараты проходят ­дезинфекцию, но что-то остается. «Аполлон-12», ­второй американский корабль, севший с экипажем на Луну, совершил посадку около отработавшего аппарата «Surveyor-3», который подготовил победу «Аполлонов». (В одном из своих романов фантаст Артур Кларк описал лунное море пыли, в котором тонет земной корабль. Астрономы этого боялись, поэтому отправляли на Луну межпланетные станции, чтобы проверить, можно ли совершить на нее посадку. Мы в этом соревновании победили: «Луна-9» села первой, показав, что на поверхности Луны есть камни и там не утонешь. Вслед за нами туда прилетели американские «Surveyor».) Астронавты «Аполлона-12» открутили от «Surveyor-3» какую-то часть, привезли на Землю — и исследователи нашли на ней земные бактерии. Но при полетах на Луну строгого контроля нет — а вот с Марсом нужно быть осторожными. Если там есть жизнь, то нечто, занесенное с Земли, может ей навредить.

Возможна ли жизнь за пределами Солнечной системы?

Конечно, возможна. Есть так называемые экзопланеты — планеты, вращающиеся вокруг звезд. Долгое время их не могли обнаружить. Потом стали изучать спектр света, исходящего от звезд, и оказалось, что у некоторых он изменяется будто под влиянием гравитации большой планеты, вращающейся вокруг них. Так узнали, что около далеких звезд тоже есть планеты. А с помощью мощных телескопов удалось обнаружить среди них землеподобные по размеру и по удаленности от звезды, а значит, по температурному режиму. На таких планетах вполне может быть жизнь. Однако утверждать, что она там есть, мы не можем, ведь мы не знаем даже, как образовалась жизнь на Земле. Согласно одной из теорий, матрицей, на которой первичное органическое вещество могло получить некую структуру, стала глина. А глина бывает только в землеподобном климате.

Что входит в ближайшие планы исследователей космоса?

С одной стороны, все смотрят на Марс, но с другой — каждое агентство ищет свою нишу. Мы, например, занимаемся Луной и Венерой. Многие изучают малые тела: астероиды, кометы. Через несколько лет европейский аппарат «Беппи Коломбо» полетит к Меркурию. Японцы планируют в 2022 году послать аппарат к Фобосу, чтобы привезти оттуда грунт. Мы тоже об этом думаем, но японцы нас, похоже, опережают.

Инфографика


Чтобы оставить комментарий, вам необходимо авторизоваться


САМОЕ ПОПУЛЯРНОЕ