— Но ведь это значит, что на Марсе в прошлом текла жидкая вода!
— Или ещё какая-то жидкость. Но при тамошнем атмосферном давлении и температуре она либо вся испарилась, либо замёрзла, и лёд занесло пылью, — осадил энтузиастов Мстислав Всеволодович. — Вполне возможно, что на Марсе есть вечная мерзлота, подобная нашей, сибирской. Надо дождаться результатов спектрометрического анализа.
Данные плотности и спектрометрического анализа грунта начали поступать через несколько часов. Первые анализы не особо обнадёживали. Основной составляющей почвы — 20-25 %, был оксид кремния (кремнезём), с примесью гидратов оксидов железа. Следующие анализы показали значительные примеси соединений серы, кальция, алюминия, магния, натрия, составлявшие единицы процентов для каждого элемента.
— Похоже, металлургия и получение конструкционных материалов на Марсе возможны, если использовать атомную энергию, — заметил Бабакин.
— Да, железо, алюминий и магний получать можно.
Наконец, когда ковш 'экскаватора' углубился в грунт достаточно глубоко, анализ показал наличие в спектре водорода и кислорода.
— Вода! Вода, товарищи! Под верхним слоем грунта лежит лёд! — Мстислав Всеволодович посмотрел слайд присланного фотоснимка анализа спектра на просвет, а затем вставил в проектор, чтобы показать всем.
На снимке читались линии водорода и кислорода. Оператор послал спускаемому аппарату команду повернуть блок камер в сторону и вниз, чтобы в поле зрения попал раскоп, сделанный 'экскаватором'. Минуты ожидания тянулись нестерпимо долго. Наконец, аппарат прислал стереофотографию достаточно высокого разрешения. Как только её напечатали, все бросились смотреть, передавая друг другу две пары стереоочков.
(Первый стереофотоаппарат был сконструирован и запатентован в 1854 г. русским изобретателем Иваном Фёдоровичем Александровским. В 1950-х годах стереофотоаппараты обрели популярность с появлением камеры Stereo Realist и нескольких похожих, использовавших 35-мм плёнку для создания стереослайдов. https://ru.wikipedia.org/wiki/Стереоскопический_фотоаппарат В Ленинграде на Невском проспекте был кинотеатр 'Стереокино', где демонстрировались фильмы с объёмным изображением)
На стенках раскопа отчётливо был виден белый слой льда под более тёмным верхним слоем песка.
— Теперь бы ещё понять — это мерзлота, или замёрзший океан, который занесло песком? — спросил Раушенбах.
— Вода, судя по спектру, очень солёная. Много лёгких элементов. Похоже на океан. Точнее, его остатки.
— Что логично, учитывая, что при таком низком давлении много воды испарилось, а рассол остался, — заметил Бабакин. — Но всё же это вода, которую можно опреснить и использовать.
— Вот теперь у нас есть, что показать руководству страны, — заключил Келдыш.
На приём к Хрущёву академики Келдыш и Королёв взяли с собой 'третьего' — заведующего кафедрой генетики и селекции ЛГУ профессора Михаила Ефимовича Лобашёва. Перед отчётом обсудили все возможные варианты, и составили предварительный план.
Первый секретарь долго рассматривал цветные стереофотоснимки и слайды Марса, переданные советским космическим аппаратом с невероятного расстояния.
— Замечательно! Замечательно, товарищи! Всякого исхода ожидал, но вот такого успеха — даже боялся поверить, что такое возможно! — Никита Сергеевич искренне радовался достижениям советских учёных. — Как это у вас с первого раза получилось? На Западе не поверят...
— Да и хрен с ними! Не поверят — пусть проверят! — усмехнулся Королёв. — Прежде всего, сказалась тщательная отработка техники, особенно — блока 'Л', в предварительных пусках к Луне и на околоземной орбите. Станцию делали без спешки, состав аппаратуры тщательно продумали. Учли все предыдущие ошибки. Очень сильно помогло наличие на борту БЦВМ, пусть даже такой примитивной. При разработке использовался новый комплексный подход к проблемам, большую работу провели инженеры-схемотехники, системщики, электронщики и программисты.
Очень помогла стендовая отработка, внедрение новых систем контроля качества, и, особенно — новая система оплаты труда, по которой оплачивается только качественная продукция. Хорошо, что никто не подгонял, работали по сетевым графикам, слаженно и сосредоточенно. Ну, и... везение Георгия Николаича Бабакина — тоже фактор не из последних.
— То есть, работают новые методы? — улыбнулся Хрущёв.
— Конечно! Если всё делать по уму, и без спешки, тщательно всё отрабатывать на стендах и в наземных экспериментах, то и результат получается соответствующий, — ответил Сергей Павлович. — Но, так получается пока что не всегда.
— По научным результатам могу сказать, что основой успеха был удачный выбор места посадки — Мстислав Всеволодович рассуждал объективно. — Мы решили, что если под поверхностью есть лёд, то вероятнее всего, сохранился он в районе полярных шапок, где холоднее всего. При существующем атмосферном давлении жидкая вода на Марсе существовать не может. При повышении температуры лёд будет испаряться, не успевая растаять. Конечно, если он растает где-то под поверхностью, от вулканического тепла, а затем эта вода вырвется наружу — она какое-то время будет течь. Скорее всего, так и образовались эти многочисленные речные русла. Хотя среди них есть и явно древние, разрушенные ветровой эрозией. Но потом вода частично испарится, а частично впитается в песок и замёрзнет, образовав мерзлоту.
— Очень, очень интересно! Большой, просто огромный успех, товарищи! — Хрущёв был очень доволен. — А теперь давайте-ка обсудим перспективы. Насколько вообще реально превратить Марс в место, хотя бы ограниченно пригодное для жизни людей, и каким путём это можно сделать быстрее и дешевле всего?
— Вот поэтому мы сегодня и привели Михаила Ефимовича, — улыбнулся Келдыш. — Знали, что этот вопрос будет поднят.
— Конечно! Страна на ваши научные проекты народные деньги тратит не просто так! — подтвердил Первый секретарь. — Народ и партия хотят видеть от них пользу для народного хозяйства. Технологии терраформирования мы уже успешно применяем в земных пустынях, пора подумать и о Марсе.
— Основные препятствия для колонизации Марса — начал перечислять Мстислав Всеволодович, — это:
— низкая температура на поверхности
— слабое магнитное поле планеты и её недостаточная масса, чтобы удержать атмосферу
— отсутствие кислорода в атмосфере, и переизбыток углекислого газа
— крайне низкая плотность атмосферы
— высокий уровень солнечной радиации, он связан со слабостью магнитного поля и тонкой атмосферой, которая не может задержать излучения. На Земле радиацию не только отклоняет магнитное поле, но и атмосфера задерживает. На Марсе нет ни того, ни другого.
Есть и положительные стороны. На Марсе, вероятнее всего, нет активной биосферы. Отдельные очаги жизни в виде бактерий могут быть где-то под поверхностью, и они могут представлять опасность для людей, но большая часть планеты, вероятнее всего, стерильна. В то же время в почве достаточно микроэлементов для будущего использования её в сельскохозяйственных целях, хотя в целом кислотно-щелочной баланс почвы, как минимум в месте посадки нашего аппарата, сильно смещён в щелочную сторону, да и до сельского хозяйства в открытом грунте Марса мы доберёмся ещё не скоро.
— Изучить марсианские бактерии было бы интересно, но их сначала надо найти, — поторопил его Хрущёв. — Меня больше интересует, как сделать Марс пригодным для жизни.
— Мы рассматривали разные варианты. Основная проблема — слабое магнитное поле. Это первопричина и потери атмосферы, и относительно высокого уровня солнечной радиации на поверхности, — продолжил академик.
Низкая температура — это следствие опять-таки потери атмосферы. В ходе обсуждения высказывалась теория, что раньше у Марса был спутник, довольно большой астероид. Вращаясь вокруг планеты, он создавал внутри неё приливные силы, заставляя её ядро вращаться, а также поддерживая мантию в разогретом, жидком состоянии. Вероятнее всего, в итоге он упал на Марс. Вполне возможно, равнина Эллада — это след от его падения.
Откровенно фантастические способы, вроде захвата астероида и буксировки его на орбиту Марса мы решили оставить для потомков, — улыбнулся академик. — Туда же отложили варианты с кометной бомбардировкой. Марс всё-таки, планета маленькая. Мы его не доломать хотим, а обжить. Поэтому вариант с восстановлением магнитного поля планеты в обозримое время реализовать не удастся. У нас есть другое предложение, более реалистичное.
Чтобы атмосфера планеты сохранялась, необходим механизм её пополнения, достаточно мощный, чтобы атмосфера пополнялась быстрее, чем она будет улетать в космос, и правильный состав атмосферы, чтобы в верхних слоях, подверженных диссипации, было меньше кислорода и лёгких газов. Второй момент — человечество существует как разумный вид примерно 8 тысяч лет, может быть — 10 тысяч. За это время мы прошли путь от охотников-собирателей до выхода в космос. Могли бы и быстрее, если бы воевали и молились поменьше, а думали над научными проблемами — побольше. В последние пару веков научно-технический прогресс ускорился, и теперь идёт намного быстрее, чем раньше.
То есть, мы можем создать на Марсе временную атмосферу, достаточно плотную, чтобы удерживать воду в жидком состоянии, и защищать нас от солнечной радиации, хотя бы частично, при этом — пригодную для дыхания. Да, эта атмосфера будет постепенно улетучиваться в космос, но если она будет пополняться быстрее, чем улетучиваться, её хватит на большее время, чем нам понадобится, чтобы израсходовать ресурсы Марса, либо найти способ восстановить его магнитное поле и запустить вращение ядра планеты. Хотя бы даже выводом на орбиту Марса нового астероида. Ведь лет через 500 или тысячу возможности человечества должны возрасти многократно. Если, конечно, мы сумеем построить коммунизм, а не остановимся на полдороге.
Хрущёв слушал, едва ли не раскрыв рот. Уловив паузу, он тут же спросил:
— Так и что, есть реальный способ создать эту временную атмосферу?
— В общем, да. Сейчас на Марсе в связанном состоянии находятся миллиарды тонн углекислого газа, кислорода, углерода, и воды. Пока мы не сумели обнаружить азотных соединений, возможно, их просто нет на месте посадки. Нужно исследовать и другие районы Марса.
Если поднять температуру планеты за счёт парникового эффекта, прежде всего начнут таять и превращаться в газ полярные шапки. Атмосфера станет плотнее, и к тому моменту, как лёд начнёт таять, вода уже не будет испаряться моментально. Да, она будет кипеть при меньшей температуре, чем на Земле, но это уже вопрос величины атмосферного давления.
— Так кончится лёд на полярных шапках, и через пару сотен лет атмосфера снова улетит? Или дольше продержится? — спросил Никита Сергеевич.
— Дольше. Окисление и переход углерода в почву с образованием карбонатов на Земле забирает даже больше газа, чем диссипация из верхних слоёв атмосферы. Карбонаты мы обнаружили и в почве Марса. К тому же на Земле основная диссипация, то есть рассеивание, приходится на лёгкие газы из верхних слоёв атмосферы — водород и гелий, тогда как кислород почти не рассеивается, — пояснил Келдыш. — Мы могли бы сформировать временную атмосферу Марса из углекислого газа, и запустить процесс фотосинтеза, для насыщения её кислородом.
— И как это сделать?
— При помощи генномодифицированных бактерий, — ответил Михаил Ефимович Лобашёв. — Последние исследования в Антарктиде показали наличие целого класса бактерий-экстремофилов, устойчивых к радиации, холоду, низкому давлению, или, наоборот, к высокой температуре и высокому давлению, даже к кислотам.
В то же время большая часть кислорода в атмосфере Земли вырабатывается даже не лесами, а цианобактериями, то есть — сине-зелёными водорослями. Это довольно сложные микроорганизмы, которые могут извлекать азот из химических соединений в грунте, и единственные, способные вырабатывать кислород в процессе фотосинтеза. Если нам удастся, условно говоря, генетическими методами привить им возможность выживать и размножаться в современных условиях Марса, они смогут вырабатывать кислород, и насыщать почву азотом. Но для этого им нужна жидкая вода. Наша задача — создать целостную бактериальную экосистему из нескольких видов бактерий, устойчивых к условиям Марса, чтобы они одновременно перерабатывали углекислый газ атмосферы в кислород, выделяли кислород и водород из щелочной горной породы, образуя воду, и перерабатывали оксиды с поверхности Марса опять-таки в кислород и металлы, если удастся этого добиться.
— Так это сколько же времени и бактерий понадобится? — спросил Хрущёв. — Иван Антоныч Ефремов говорил, что на Земле эти процессы шли сотни миллионов лет?
— Это — смотря какую цель ставить, и какими методами действовать. Для начала можно заполнить кислородсодержащей атмосферой хотя бы большие низменности, сделав их пригодными для жизни. На Земле бактерий было относительно мало. На Марсе нужно сформировать сплошную бактериальную биосферу, то есть — покрыть весь Марс слоем бактерий, непрерывно выделяющих нужные нам вещества. Тогда к моменту колонизации на планете уже будет достаточно много биомассы, чтобы затем перерабатывать часть её на пищевые продукты, сбраживая при помощи дрожжевых культур.
— Тут, Никита Сергеич, смысл в том, что надо наработать парниковые газы, чтобы разогреть планету, — подсказал Королёв. — Надо понимать, что вначале колонисты на Марсе долгое время будут жить под поверхностью планеты, для защиты от радиации, пока атмосфера не станет достаточно плотной. — пояснил Сергей Павлович. — Атмосферу земного типа там сформировать будет сложно — свободного азота в атмосфере нет, нужно суметь выделить очень много азота из минералов.
— Задача сейчас — вывести несколько штаммов бактерий, способных выживать в условиях Марса и очень быстро размножаться, — заключил Лобашёв. — Тогда мы сможем доставить их на Марс ракетами, а уже дальше они сами всё сделают. Да, это будет не быстро. Но важно начать. Возможно, через 100-200 лет наши потомки найдут способ вернуть Марсу атмосферу быстрее и проще, и будут над нами смеяться. Но к тому времени процесс уже будет запущен. И, стоит его запустить, как с каждым градусом повышения температуры количество парниковых газов в атмосфере Марса будет увеличиваться, и процесс потепления будет ускоряться сам по себе.
— Но ведь атмосфера Марса сейчас состоит из углекислого газа, а он сам по себе парниковый газ, — возразил Хрущёв. — Тогда почему там так холодно?
— За миллиарды лет диссипации атмосфера сильно истончилась, и парниковый эффект от оставшегося углекислого газа уже недостаточен для разогрева планеты, — пояснил Келдыш. — К тому же Марс получает слишком мало солнечного света. Ещё одна проблема — углекислота становится твёрдой при минус 78 градусах Цельсия, то есть зимой часть атмосферы замерзает и выпадает в виде полярных шапок, что ещё сильнее понижает температуру. Летом часть полярных шапок испаряется, и атмосфера становится плотнее примерно на 30 процентов, что очень много. Если растопить полярные шапки полностью, то атмосферное давление будет намного больше, чем сейчас, и его хватит, чтобы удерживать воду в жидком состоянии. По нашим предварительным оценкам, воды в виде льда на Марсе столько, что если его растопить, его хватит, чтобы покрыть всю поверхность Марса слоем 8 метров. (см. док. фильм 'Марс. Новые факты')
