Покидая Землю: сможем ли мы колонизировать экзопланеты

Резкое ухудшение климата и частые экологические катастрофы заставляют человечество все серьезнее задумываться о том, что в скором времени жить на Земле станет невозможно. Одно из самых радикальных, пусть и кажущихся пока скорее фантастическими, решений этой проблемы – переселиться на другую планету. Но сначала нужно найти подходящий вариант. Какова вероятность обнаружить новую Землю, рассказывают эксперты программы «Как устроена Вселенная» по средам в 22:00 на Discovery Channel, а мы пытаемся разобраться, что делать, если это все же произойдет.

Потенциальные колонии

Когда речь заходит о колонизации других планет, цель наших поисков можно описать одним предложением: «Мы ищем вторую Землю». Человеческий организм приспособлен к жизни в определенных условиях, и адаптироваться к существованию в радикально отличной среде было бы как минимум крайне непросто, а в большинстве случаев – и вовсе невозможно. Поэтому требований к потенциальному новому дому много.

Во-первых, планета должна быть подходящего размера, массы и плотности: от этого зависит, например, сила гравитации и способность удерживать атмосферу. Во-вторых, необходимо, чтобы она находилась в обитаемой зоне, то есть на таком расстоянии от своей звезды, чтобы на поверхности была температура, обеспечивающая поддержание воды в жидком состоянии. Важно наличие биомаркеров – химических соединений, указывающих на то, что на планете протекают биологические процессы. Всего таких маркеров пять: вода, углекислый газ, метан, кислород и озон. Следующий пункт – химический состав небесного тела. Жить на планете, состоящей в основном из газа или текучих пород, людям вряд ли удастся. Далее в списке требований – наличие глобального магнитного поля, которое защитит от радиации и не позволит солнечному ветру сдуть атмосферу. Наконец, планета должна вращаться вокруг «спокойной» звезды, поскольку сильные вспышки способны в одночасье уничтожить жизнь на ближайших планетах.

В пределах солнечной системы Земля, по оценкам ученых, остается единственной планетой, пригодной для жизни (хотя возможность проживания на Марсе уже давно не дает покоя землянам, но мы к этому еще вернемся). В связи с этим все больший интерес исследователей вызывают экзопланеты, которые находятся в других планетных системах и вращаются вокруг других звезд. Некоторые из них действительно обладают достаточно высоким индексом подобия Земле (ESI). Данный показатель учитывает все факторы, о которых говорилось ранее. За эталон принята сама Земля, и ее индекс подобия равен 1. Ближе всего к «идеалу» приблизилась экзопланета Kepler-438 b – ее индекс подобия составляет 0,88, а Глизе 832 c похожа на Землю на 81%. Однако даже при таких высоких показателях ESI эти планеты остаются непригодными для жизни.

Поэтому мы по-прежнему исследуем бескрайний космос в поисках второй Земли. При этом сложно сказать, насколько высоки наши шансы на успех: некоторые ученые верят, что нас ждет встреча с удивительными формами жизни, а некоторые считают, что во Вселенной мы одни. Своим мнением делятся и специалисты программы «Как устроена Вселенная», которая выходит на Discovery Channel по средам в 22:00. Вместе с ведущим нового сезона – Фёдором Бондарчуком – они обсуждают самые интригующие тайны мироздания: от особенностей жизни и смерти звезд до секретов, которые скрывают черные дыры и нейтронные звезды.

Огромный шаг для человечества

Предположим, однажды наши поиски увенчаются успехом. Что делать людям, когда перед ними окажется та самая «вторая Земля»? Если верить фантастическим фильмам – отправить на планету исследовательский отряд, собрать всю доступную информацию, включая образцы микрофлоры, все внимательно изучить, а потом, если повезет, можно и первых колонистов посылать на заселение. Впрочем, все те же фильмы научили нас, что экспедиция может закончиться вторжением на Землю страшного вируса, который за пару месяцев уничтожит все население планеты. Сценарий, возможно, несколько драматизированный, но суть он передает верно.

Даже если на первый взгляд планета не отличается от Земли, это не значит, что на ней не обитают потенциально опасные бактерии. То же самое можно сказать и про земные микроорганизмы: нельзя исключать вероятность того, что, попав на чужую планету, они полностью разрушат ее экосистему. Но и при менее печальном развитии событий одна-единственная бактерия может нанести непоправимый ущерб. Вступив в контакт с чужеродными микроорганизмами, местная среда навсегда утратит свой первозданный вид. В результате ученым уже не удастся получить полное представление о том, какой была жизнь на планете до нашего прихода.

Предотвратить биологическое загрязнение на Земле и других космических телах помогают методы планетарной защиты. Их разработкой занимается комиссия по исследованию космического пространства, или КОСПАР (от англ. COSPAR – Committee on Space Research), созданная специально для этой цели в 1959 году.

Так, в теории, все объекты, соприкасающиеся с поверхностью небесных тел – в том числе скафандры космонавтов, – должны быть абсолютно стерильны. В реальности добиться такого результата даже при самой агрессивной обработке пока что невозможно, поэтому специалисты КОСПАР установили максимальный допустимый уровень «заселенности» объектов-визитеров бактериями. При высадке на Марс, к примеру, на поверхности спускаемого модуля должно быть не более 300 000 бактериальных спор. Для сравнения: в кубическом сантиметре почвы обитает от нескольких миллионов до миллиардов бактерий.

Иногда опасность заражения небесного тела земными бактериями существует даже в том случае, если высадка на него не запланирована. В подобных ситуациях принимается решение уничтожить космический аппарат по завершении миссии. Такая участь ждала космический зонд «Кассини», в течение 13 лет исследовавший Сатурн. На двух спутниках планеты-гиганта – Энцеладе и Титане – предположительно есть все условия для развития жизни. При этом «Кассини» после полной выработки топлива мог столкнуться с одним из них и занести элементы микрофлоры с Земли. Прежде чем это произошло, зонд распался на части в атмосфере Сатурна.

Не менее серьезные меры предпринимаются для защиты земной экосистемы. Например, после высадки на Луну экипаж корабля «Аполлон-11» во главе с Нилом Армстронгом провел три недели на карантине. Все это время космонавты находились в герметичной комнате и общались с внешним миром через стеклянное окно.

Ничья Земля

Вероятность того, что людям удастся найти экзопланету, настолько похожую на Землю, что мы сможем заселить ее без вреда и для себя, и для местной экосистемы, крайне мала. Но если это все же произойдет, возникнет новая проблема – проблема обладания данной планетой.
Дело в том, что небесные тела (как и космическое пространство в целом), не подлежат присвоению одной стране или нации. Это один из основных законов, прописанных в «Договоре о принципах деятельности государств по исследованию и использованию космического пространства, включая Луну и другие небесные тела». Документ был принят резолюцией Генеральной Ассамблеи ООН в декабре 1966 года, а месяцем позже его подписали в Москве, Вашингтоне и Лондоне. На сегодняшний день более 100 стран являются участниками соглашения.

И сейчас самое время вернуться к вопросу освоения Марса. Многие ученые склонны верить, что люди смогут организовать поселения на красной планете, если предварительно провести ее терраформирование, то есть таким образом изменить климатические условия, чтобы они были пригодны для жизни земных растений и животных. Конкретные планы по терраформированию Марса тоже уже разрабатываются. Например, Илон Маск предлагает устроить ядерные взрывы на полярных полюсах планеты. Это позволит создать парниковый эффект, который в свою очередь приведет к уплотнению атмосферы и ее прогреванию. В конце концов, через 100-200 лет Марс будет готов к колонизации.

«Договор о космосе» стоит на пути реализации этой идеи. Поскольку Марс, как и любое другое небесное тело, не принадлежит одному государству, решение о вмешательстве в его экосистему должно приниматься на международном уровне. Кроме того, соглашение запрещает использование оружия массового поражения в космическом пространстве. И хотя речь идет скорее о ведении военных действий из космоса, в законе это не конкретизировано.

Правила, прописанные в соглашении, распространяются и на экзопланеты, независимо от того, есть ли на них жизнь или только условия для ее поддержания, обитают ли там бактерии или разумные существа. Какие-либо действия по отношению к небесному телу могут производиться только после обсуждения на глобальном уровне.

Таким образом, возможность колонизации других планет ставит перед человечеством множество вопросов. Имеем ли мы право вмешиваться в ход эволюции? Готовы ли рисковать жизнью собственной планеты? И как далеко готовы зайти в попытке обрести новый дом? Ответы жителям Земли предстоит искать сообща.

Смотрите программу «Как устроена Вселенная» по средам в 22:00 на Discovery Channel.