Как выжить на Марсе
Надо быть готовым ко всему
Красная планета готовит будущим исследователям жестокие сюрпризы. Вот несколько примеров того, что их может ожидать.
Представьте вашу первую прогулку по Марсу. Все идет вроде бы гладко. Робот-разведчик, работающий в соседнем ущелье, передал очередные фотографии, и на них вы разглядели что-то очень похожее на колонию микроорганизмов. Предчувствуя славу первооткрывателя, вы быстро облачаетесь в скафандр и торопитесь в компании коллег к склону над ущельем. Вам не терпится поглядеть на открытие поближе, и, надежно укрепив страховку, вы спешно спускаетесь по крутому склону. Над головой персиковыми оттенками сияет небо. Жизнь прекрасна.
И вот тут краем глаза вы отмечаете какое-то движение и слышите глухой хлопок. Случайно наступив ногой на полузамерзшую лужицу, вы провоцируете маленький взрыв. Фонтанчик воды окатывает вас с головы до ног, брызги прямо на лету превращаются в блестящие кристаллы. «Вы вмиг обрастаете ледяной корочкой, и в этом нет ничего хорошего, – говорит Джон Раммел, астробиолог, старший научный сотрудник в структуре NASA, который и придумал сценарий такого ужастика. – Случайно образовавшийся лед вполне способен вырубить систему охлаждения вашего скафандра.
Или еще один сюжет. Скажем, вы поскользнулись, упали в грязь, и вам уже не встать. И если есть на Марсе какие-то проявления жизни, вы будете покрыты ими с головы до ног». Но ведь никто и не обещал, что экспедиция на Марс должна выглядеть как обычная поездка на курорт.
Скорее всего, если все пойдет по плану, это будет тяжелая работа от звонка до звонка. Еще в 2004 году были декларированы принципы новой стратегии в исследованиях космоса. В качестве генеральной цели теперь следует понимать распространение человеческого присутствия по всей Солнечной системе, и именно в этом контексте рассматривается экспедиция астронавтов на Марс. И хотя первый шаг в реализации этой экспедиции – наработка первоначального опыта в лунных условиях, не следует забывать, что на Красной планете перед астронавтами могут встать такие задачи и угрозы, какие раньше нам и в голову не приходили. Когда Марс и Земля, двигаясь по своим орбитам, расходятся друг от друга, расстояние между ними достигает 400 млн километров. Одно только это обстоятельство может превратить простые житейские проблемы типа тоски по дому, неожиданного недомогания или ухудшения погоды в смертельную угрозу. Будущие обитатели Марса должны забыть о надежде на какую-либо помощь извне.
Вдали от родины
Даже при самом оптимальном сценарии, при использовании наиболее благоприятного орбитального расклада, один только путь к Марсу будет представлять собой изнурительное пятимесячное странствие. А теперь представим себе, как астронавты, ослабленные многомесячным космическим облучением, страдающие от клаустрофобии и гиподинамии, которая, возможно, уже привела к ослаблению скелета, наконец совершают посадку (хорошо, если благополучно) на поверхность планеты, которая, невзирая на все прежние беспилотные исследования, остается, по сути, неведомой и непонятной. Мы знаем, что Марс окружен тонким слоем атмосферы, состоящей в основном из азота и углекислого газа, однако плотность этих газов – по данным с исследовательских спутников – известна лишь приблизительно. «Как мы будем выбирать момент для раскрытия парашюта, если не имеем точного представления о плотности атмосферы?» – такой вопрос задает Дэвид Бити, научный руководитель марсианской программы NASA в Лаборатории реактивного движения.
Все еще тайной остаются и другие важные моменты – например, скорость ветров, которые дуют над планетой на разных высотах. Пыльные бури могут скрывать от наших глаз почти всю планету, и длятся они по три месяца. «Обычно эти бури случаются в одно и то же время года, – говорит Бити, – но отнюдь не всегда они перерастают в глобальные катаклизмы. Это явление природы мы не способны ни предсказать, ни объяснить».
Идеальным районом для приземления было бы такое место, где астронавты смогли бы как можно больше узнать о планете, подвергая себя при этом минимально возможному риску. Иначе говоря, такое место должно быть плоским, безопасным, но при этом достаточно интересным в геологическом отношении. Что-то в окрестностях базы будут обследовать сами астронавты, а что-то – роботы-вездеходы. Цель при этом состоит не только в том, чтобы обезопасить людей от угрозы со стороны неведомой планеты, но и в том, чтобы обезопасить Марс от самих астронавтов.
На каждом живом исследователе вместе с ним путешествуют миллиарды микроорганизмов, принадлежащих к тысячам разных видов, так что наши астронавты способны разнести своих попутчиков по всей планете. Эти безответственные действия поставят под вопрос достижение одной из главных целей – поиск признаков внеземной жизни. Когда-то Марс был теплой и влажной планетой, на которой могли в изобилии водиться самые разные организмы. Потом идиллия кончилась, и жизнь на Марсе либо исчезла, либо отступила в дальние убежища типа подземных гидротермальных систем. «Нехорошо было бы занести земные виды жизни в такие заповедники, – говорит Раммел. – Поэтому участникам экспедиции на Марс стоит соблюдать особую осторожность». В отличие от людей, роботы-вездеходы перед выпуском на Марс можно было бы тщательно «прожарить». «С людьми такую процедуру не проведешь, – говорит Раммел, – а протечки можно найти даже в самых лучших скафандрах».
За пределами физических возможностей
На Красной планете здоровью космонавтов будут угрожать гораздо более серьезные опасности, чем это было в прежних экспедициях. Даже простая пыль на Марсе будет намного опаснее лунной. Ученые подозревают, что эта пыль содержит в себе исключительно неприятные компоненты – мышьяк и шестивалентный хром, способный при контакте вызывать серьезные ожоги кожи и глаз.
Тоненькая марсианская атмосфера поглощает большую часть приходящего из космоса излучения, так что солнечные вспышки на Марсе будут доставлять меньше хлопот, чем на Луне, и тем не менее это худшая защита, чем плотная атмосфера Земли. «Если прожить здесь подряд 18 месяцев, вероятность умереть от рака повышается на 1–2%», – говорит Фрэнк Кусинотта, офицер радиационной защиты в Джонсоновском космическом центре NASA. При этом он добавляет: «Это по нашим текущим оценкам. А ведь может, мы и ошибаемся, и эта вероятность раза в четыре выше».
Экспедиционный врач должен вести непрерывные наблюдения за здоровьем всех членов экипажа, чтобы фиксировать все медицинские проблемы на самой ранней стадии. Для этого не нужно постоянно брать кровь на анализ – достаточно крошечных образцов ткани каждого члена экспедиции. По ним можно оценить активность генов, отследить изменения, связанные с каким-либо патогенным воздействием и со снижением общего уровня выносливости.
Огромное расстояние между Землей и Марсом означает, что, случись какое-нибудь ЧП, будь это просто сломанная нога или же какое-нибудь экзотическое заболевание, занесенное марсианской пылью, астронавты смогут полагаться только на собственные силы. «Стоит только сойти с околоземной орбиты и взять курс на Марс, как возвращение домой сразу же отложится минимум на два года, – говорит Роберт Зубрин, президент Марсианского общества (эта организация учреждена для содействия полетам людей на Марс). – Тут никто не виноват, кроме Исаака Ньютона». Получение ответа на вопрос при проведении медицинской консультации с Землей будет занимать 44 минуты.
Хочешь не хочешь, а судовой врач будет вынужден положиться в такой ситуации на помощь специального робота. «Даже самый лучший хирург в мире не способен проводить абсолютно любые операции», – говорит Кен Камлер, хирург, занимающийся в NASA разработкой систем дистанционной медицинской помощи. В перспективе Камлер полагает, что судовой врач в подобных ситуациях сможет отослать на землю полную томограмму всего тела пострадавшего астронавта. Там эксперты проверят поставленный диагноз и отошлют обратно на Марс программу соответствующей операции. Далее вся процедура будет выполнена роботом-хирургом.
18 месяцев – а именно столько времени по плану должны провести астронавты в условиях марсианской колонии – это срок достаточный, чтобы довести людей до серьезного стресса. Для того чтобы понять, чем все это грозит, психологи следят за поведением астронавтов на Международной космической станции и за самочувствием исследователей, проводящих долгие месяцы на полярных станциях Антарктиды. Впрочем, если верить Нику Канасу, профессору психиатрии из Калифорнийского университета в Сан-Франциско, месяцы одиночества на Марсе могут оказаться куда более опасны, чем аналогичные испытания, переживаемые на Земле.
Канас исследовал психологию астронавтов, которые проводят месяцы на космической станции. Временами они испытывают раздражение или угнетенное состояние духа, но тем не менее они могут беседовать с семьями и любоваться Землей через иллюминаторы. На Марсе люди будут лишены этой роскоши. «Никому еще не доводилось видеть нашу Землю крошечной точкой в глубинах космоса, – говорит Канас. – Именно это зрелище может вызвать у астронавтов чувство полной оторванности». Канас считает, что в NASA не должны полностью игнорировать такой поворот событий, когда астронавт вдруг начинает подумывать о самоубийстве.
Риск по расчету
Ученые полагают, что перечисленные угрозы вполне серьезны, но их нельзя считать непреодолимыми. Один из способов снизить риск – это как можно глубже понять его природу, и на пути такого познания беспилотные аппараты послужат весьма эффективным средством.
В марте 2008 года на северном полюсе Марса совершит посадку Phoenix – он будет бурить скважины, чтобы получить окончательное подтверждение, есть ли там замерзшая вода. Еще через год марсоход под названием Mars Science Laboratory (он будет вдвое длиннее и втрое тяжелее, чем Spirit и Opportunity) с новой энергией займется исследованием марсианского грунта. Кроме того, на примере этого аппарата NASA попробует свои силы в десантировании на поверхность планеты относительно тяжелого и громоздкого груза.
Еще один путь к снижению ожидаемого риска, неизбежного при экспедиции на Марс, – особое внимание при отборе и подготовке команды. Идеальный космонавт для дальних экспедиций должен быть несколько постарше, чем это обычно принято, у него должна быть устойчивая психика, подтвержденная долгими наблюдениями, хорошо, чтобы он был достаточно интровертен, мог успешно работать, не слишком переживая из-за проблем взаимодействия с окружающими. Это должен быть человек со спокойным, мягким, зрелым характером, легко воспринимающий непредвиденные обстоятельства, перемены в целях и планах.
Отправляющиеся на Марс астронавты должны иметь идеальную физическую форму, но ведь никакой здоровяк не застрахован от какого-нибудь флюса или аппендицита. «Может быть, перед стартом у всех астронавтов нужно повыдергивать зубы? – задает вопрос Ален Беринстейн, руководитель отдела космической астрономии и планетных исследований в Канадском космическом агентстве. – А может, сразу ампутировать все ненужные части тела? Все эти вопросы ждут ответа».
Самые элементарные потребности астронавтов порождают огромные транспортные проблемы – всех запасов, включая пищу, воду и энергию, должно хватить на 18-месячную экспедицию, однако каждый лишний килограмм полезного груза требует нескольких килограммов топлива только для вывода в космос. Дан Бурш, один из держателей американского рекорда по длительности пребывания на орбите (196 дней), предсказывает, что среди главных сложностей будет непрерывная починка отказавшего оборудования. «На космической станции мы постоянно сталкивались с ситуацией, когда под рукой на борту не оказывалось необходимой запчасти и приходилось ждать очередной челнок, – рассказывает он. – Инженеры проделали огромную работу, прикидывая, какие детали могут потребоваться в первую очередь, однако полностью эта проблема отнюдь не решена».
Зубрин из Марсианского общества предлагает заранее отослать на Марс несколько беспилотных кораблей, чтобы накопить там запасы, необходимые для космонавтов. Стабильное долгосрочное энергообеспечение можно будет наладить с помощью небольшого ядерного реактора. Беринстайн и его коллеги из канадского космического агентства разрабатывают конструкции оранжерей, в которых астронавты могли бы выращивать овощи и зерновые. Другие исследователи работают тем временем над множеством приспособлений, которые могли бы облегчить жизнь на Марсе. Ученые из Университета штата Северная Дакота провели последнее лето на одном из арктических островов, испытывая новый скафандр, специально разработанный для жизни на Марсе. Он более легкий, чем скафандр для работы в невесомости, и лучше защищен от воздействия агрессивной пыли. Опасности, причем серьезные, грозят этой экспедиции со всех сторон, и тем не менее Бурш полагает, что они не смогут отменить всю эту программу. «Вряд ли существует такое уравнение, в которое можно подставить все необходимые параметры и сразу сказать, стоит ли вся эта игра свеч», – рассуждает Бурш. Возможная награда в случае успеха – открытие новых форм жизни и распространение человеческого присутствия на другую планету. При такой ставке всегда найдутся люди, готовые пренебречь опасностью, предсказывает Бурш: «Вряд ли мы столкнемся с проблемой при поиске добровольцев, даже полностью осознающих, что из такой экспедиции можно и не вернуться».
