Будущее человечества. Колонизация Марса, путешествия к звездам и обретение бессмертия
- -
- 100%
- +
Однажды и мы неизбежно лицом к лицу столкнемся с неким масштабным событием, угрожающим всеобщим вымиранием. Это так же неопровержимо, как законы природы. Хватит ли нам, как когда-то хватило нашим предкам, воли и решимости, чтобы выжить и со временем достичь пика развития?
Если вспомнить все формы жизни, когда-либо существовавшие на Земле, от микроскопических бактерий до величественных лесов и от неуклюжих динозавров до предприимчивых людей, то выяснится, что более 99,9 % от общего их числа уже вымерло. Вымирание – это норма, и никаких особых шансов избежать его у нас пока нет. Раскапывая земные почвы в поисках окаменелостей, мы находим следы существования множества древних форм жизни. Лишь малая толика их существует поныне. Миллионы видов существ появились на нашей планете до нас, прожили свой век под Солнцем, зачахли и умерли. Такова жизнь.
Как бы мы ни любили эффектные романтические закаты, свежесть океанского бриза и тепло летнего дня, когда-нибудь все это закончится и наша планета перестанет быть гостеприимным домом для человечества. Рано или поздно природа отвернется от нас, как отвернулась она в свое время от всех вымерших форм жизни.
Долгая история жизни на Земле показывает, что, оказавшись во враждебном природном окружении, живые организмы либо стремятся покинуть эту среду, либо приспосабливаются к ней, либо вымирают. Но если заглянуть в далекое будущее, то мы однажды столкнемся с катастрофой такого масштаба, когда адаптация будет невозможна. Мы будем вынуждены покинуть Землю либо погибнем. Третьего не дано.
В прошлом подобные катастрофы происходили неоднократно, они неизбежно будут происходить и в будущем. Земля уже перенесла пять крупных циклов вымирания, в каждом из которых исчезало до 90 % всех жизненных форм. Нашу планету ждут и новые циклы, это так же неизбежно, как то, что день сменяет ночь.
Опасности, с которыми мы можем столкнуться в ближайшие десятилетия, не носят естественный характер; скорее, нас ожидают неприятные последствия собственной глупости и недальновидности. Мы лицом к лицу встретимся с угрозой глобального потепления, когда против нас обернется сама атмосфера Земли, нам грозит опасность современной войны, ведь ядерное оружие сейчас появляется в самых нестабильных регионах мира, к тому же реально появление нового бактериологического оружия, например передаваемых воздушно-капельным путем вирусов иммунодефицита или лихорадки Эбола. Одно это могло бы стереть с лица Земли более 98 % людей. Мало того, мы столкнемся с проблемой растущего населения, которое потребляет ресурсы с бешеной скоростью. Возможно, в какой-то момент мы превысим несущую способность нашей планеты, переживем экологический Армагеддон и вынуждены будем конкурировать друг с другом за остатки еды, воды и топлива.
Помимо бедствий, которые мы сами на себя навлекаем, происходят природные катастрофы, на которые мы не можем повлиять. В перспективе тысяч лет нам грозит наступление нового ледникового периода. На протяжении последних 100 000 лет значительная часть поверхности Земли была покрыта сплошным слоем льда толщиной до километра. Морозы и безжизненный ландшафт привели к вымиранию многих животных. Около 10 000 лет назад климат смягчился, началось потепление. Этот краткий период привел к внезапному подъему современной цивилизации; человек воспользовался им, чтобы расселиться по всей Земле и добиться процветания. Но не будем забывать: этот расцвет пришелся на межледниковый период, и через несколько десятков тысяч лет нас ожидает новое наступление ледников. Когда это случится, наши города исчезнут под горами снега, а цивилизация будет раздавлена льдом.
Существует также вероятность того, что супервулкан под Йеллоустонским национальным парком проснется от долгого сна, разорвет Соединенные Штаты на части и окутает Землю удушающим ядовитым облаком сажи и пыли. Предыдущие извержения этого вулкана происходили 630 000, 1,3 млн и 2,1 млн лет назад. Каждое такое событие от следующего отделяли примерно 700 000 лет, следовательно, следующее колоссальное извержение может ожидать нас в ближайшие 100 000 лет.
Если заглянуть на миллионы лет вперед, то нам грозит еще одно столкновение с метеоритом или кометой, аналогичное тому, что 65 млн лет назад вызвало исчезновение динозавров. Тогда камень размером около 10 км в поперечнике рухнул из космоса на полуостров Юкатан в Мексике, подняв в небо тонны раскаленных обломков, которые затем обрушились обратно на Землю. Тучи пепла, куда большие, чем при извержении вулкана Тоба, закрыли солнце, и это привело к резкому понижению температуры на планете. Погибла растительность, разрушились пищевые цепи. Растительноядные динозавры погибли от голода, за ними последовали их плотоядные сородичи. В результате этой катастрофы погибло 90 % всех форм жизни на Земле.
Тысячи лет мы жили в счастливом неведении об окружающем Землю скоплении смертельно опасных космических камней. Только в последнее десятилетие ученые начали количественно оценивать риск серьезного столкновения. Теперь мы знаем, что тысячи астероидов, сближающихся с Землей (АСЗ), пересекают земную орбиту и представляют потенциальную угрозу самой жизни на планете. По состоянию на август 2018 г. было зарегистрировано 18 549 таких объектов. И это лишь те из них, что нам удалось обнаружить. Число незарегистрированных объектов, пролетающих иногда мимо Земли, астрономы оценивают в несколько миллионов.
Однажды мне пришлось брать интервью на тему астероидной опасности у покойного астронома Карла Сагана. Он тогда сказал, что «мы живем в космическом тире», в окружении потенциальных угроз, и столкновение крупного астероида с Землей – вопрос времени. Если бы мы могли каким-то образом осветить эти астероиды, то увидели бы в ночном небе тысячи угрожающих нам светлых точек.
Даже предполагая, что мы благополучно избежим всех этих опасностей, не стоит забывать, что существует одна опасность, по сравнению с которой все остальные меркнут. Через 5 млрд лет наше Солнце увеличится в размерах и превратится в красный гигант. Звезда станет настолько огромной, что орбита Земли окажется внутри ее раскаленной атмосферы и немыслимый жар сделает жизнь в этом аду невозможной.
В отличие от всех остальных форм жизни на планете, которые пассивно ждут своей участи, мы – хозяева своей судьбы. К счастью, уже сегодня мы создаем инструменты, которые помогут нам бросить вызов судьбе и избежать уготованной нам природой участи, чтобы не войти в 99,9 % форм жизни, обреченных на вымирание. В этой книге мы познакомимся с первопроходцами – с теми, у кого хватает энергии, дальновидности и ресурсов, необходимых, чтобы изменить судьбу человечества. Мы познакомимся с мечтателями, которые верят, что человечество может жить и успешно развиваться в открытом космосе. Мы проанализируем революционные технические успехи, которые дадут нам возможность в будущем покинуть Землю и обосноваться где-нибудь еще в нашей Солнечной системе и даже за ее пределами.
Но если есть в нашей истории урок, который мы можем и должны усвоить, то заключается он в том, что, оказавшись перед лицом экзистенциального кризиса, человечество принимает вызов и добивается еще более высоких результатов. Можно сказать, что в каком-то смысле жажда исследований у нас в генах, что она часть нашей души.
Сегодня мы стоим перед величайшим, возможно, вызовом в истории нашего вида: нам придется покинуть пределы Земли и устремиться в открытый космос. Законы природы однозначны: рано или поздно мы столкнемся с глобальным кризисом, угрожающим существованию человечества.
Жизнь слишком большая ценность, чтобы существовать на одной-единственной планете, где она оказывается беззащитной перед лицом планетарных угроз.
Нам нужна страховка, сказал мне когда-то Карл Саган и заключил: мы должны стать «двухпланетным видом». Иными словами, нам нужен «запасной аэродром».
В этой книге мы рассмотрим историю вопроса, проблемы и возможные решения, ожидающие нас впереди. Это будет непростой путь, на нем мы столкнемся и с неудачами, но выбора у нас нет.
После почти полного вымирания, случившегося около 75 000 лет назад, наши предки все же двинулись вперед и начали колонизацию всей Земли. В этой книге я надеюсь обрисовать шаги, необходимые для преодоления препятствий, которые неизбежно встретятся нам в будущем. Возможно, такова судьба человечества – стать многопланетным видом и жить среди звезд.
Если на кону наше выживание в долгосрочной перспективе, то мы должны отправиться к другим мирам просто из чувства ответственности перед собственным видом.
Карл СаганДинозавры вымерли, потому что у них не было космической программы. И если мы тоже вымрем, потому что у нас нет космической программы, то поделом нам.
Ларри НивенВведение
На пути к многопланетности вида
В детстве я прочел знаменитую трилогию Айзека Азимова «Основание» (Foundation) – одну из величайших саг в истории научной фантастики. Меня поразило, что Азимов, вместо того чтобы писать о битвах с применением лучевых пушек и о войнах с пришельцами, задавал в своих книгах простой, но глубокий вопрос: что будет с человеческой цивилизацией через 50 000 лет? Какова наша судьба?
В своей новаторской трилогии Азимов изображал человечество, расселившееся по всему Млечному Пути, где громадная Галактическая империя объединяет миллионы обитаемых миров. Мы проникли так далеко, что даже расположение изначальной родины, породившей эту великую цивилизацию, затерялось в тумане древней истории. По всей Галактике возникло такое множество высокоразвитых обществ, а их обитатели оказались связаны такой сложной паутиной экономических связей, что появилась возможность с помощью математических методов предсказывать будущий ход событий, как будто предсказывая движение отдельных молекул.
Много лет назад я пригласил доктора Азимова выступить в нашем университете. Он приехал. Слушая спокойные, выверенные слова мэтра, я не переставал удивляться широте его знаний. Я задал ему вопрос, интересовавший меня с детства: что побудило его написать серию «Основание»? Как пришла ему в голову тема настолько обширная, повествование, охватывающее всю Галактику? Азимов сразу, не раздумывая, ответил, что вдохновлялся темой расцвета и падения Римской империи, тем, как разворачивалась судьба составлявших ее народов на фоне бурных событий истории.
Я впервые задумался о том, нет ли таких судьбоносных признаков в истории человечества в целом. Может быть, нам суждено со временем создать цивилизацию, которая распространится на всю галактику Млечный Путь. Может быть, наша судьба и правда где-то там, среди звезд.
Многие темы, лежащие в основе работы Азимова, были исследованы еще до него в удивительном романе Олафа Стэплдона «Создатель звезд» (Star Maker). В этой книге герою представляется, что он каким-то образом поднимается с Земли в открытый космос и мчится сквозь него, пока не достигает далеких планет. Он носится по Галактике в виде чистого сознания от одной звездной системы к другой и наблюдает фантастические инопланетные империи. Некоторые из них развиваются и достигают величия, вступая в эпоху мира и благоденствия и путешествуя на своих космических кораблях, и даже создают межзвездные империи. Другие гибнут в результате ожесточения, смут и войн.
Многие революционные идеи из романа Стэплдона были позже не раз использованы в других произведениях научной фантастики. К примеру, герой «Создателя звезд» обнаруживает, что многие сверхразвитые цивилизации намеренно скрывают свое существование от цивилизаций менее развитых, чтобы случайно не «заразить» их своей развитой технологией. Эта концепция близка Первой Директиве – одному из ведущих принципов Федерации в сериале «Звездный путь».
Кроме того, герой Стэплдона наталкивается на цивилизацию настолько высокоразвитую, что она сумела заключить свое солнце в гигантскую сферу, чтобы не упустить ни части его энергии. Эта концепция, позже получившая название сферы Дайсона, сейчас является одной из важнейших идей научной фантастики.
Герой встречает расу существ, находящихся в постоянном телепатическом контакте друг с другом. Каждый индивидуум знает все без исключения мысли остальных. Эта идея предшествовала цивилизации боргов из «Звездного пути», где все члены ментально связаны между собой и подчиняются воле Улья.
В конце романа герой встречает самого Создателя звезд – небесное существо, которое творит вселенные, каждую со своим набором законов природы, и возится с ними. Наша Вселенная всего лишь одна из множества в мультивселенной. В благоговейном ужасе герой наблюдает Создателя звезд за работой – одним мановением тот создает новые интереснейшие царства и отбрасывает те, что ему не нравятся.
Новаторский роман Стэплдона произвел настоящий шок в мире, где радио все еще считалось чудом техники. В 1930-е гг. идея выхода нашей цивилизации в космос казалась абсурдной. На тот момент высшим техническим достижением были винтовые самолеты, которым едва удавалось подняться выше облаков, и возможность путешествия к звездам казалась безнадежно далекой.
«Создатель звезд» имел огромный успех. Артур Кларк назвал его одним из лучших произведений научной фантастики всех времен. Роман подстегнул воображение целого поколения послевоенных писателей-фантастов. Но широкая публика быстро забыла о нем, вскоре мир захлестнули хаос и жестокость Второй мировой войны.
Поиск новых планет в космосе
Теперь, когда космическая обсерватория «Кеплер» и многочисленные группы астрономов на Земле открыли уже около 4000 планет, обращающихся вокруг других звезд нашей Галактики, поневоле начинаешь задумываться, а не существуют ли на самом деле все те цивилизации, которые описывал Стэплдон.
В 2017 г. международная группа ученых обнаружила не одну, а целых семь землеподобных планет, обращающихся вокруг одной из близких к нам звезд – расстояние от Земли до нее составляет всего лишь 39 световых лет. Из этих семи планет три располагаются достаточно близко к своей звезде, чтобы на них могла существовать жидкая вода. Очень скоро астрономы смогут точно сказать, есть ли у этих и других планет атмосфера и содержит ли она водяной пар. Поскольку вода – это «универсальный растворитель», в котором могут смешиваться те органические вещества, из которых строится молекула ДНК, ученые, возможно, сумеют показать, что условия существования жизни встречаются во Вселенной повсеместно. Не исключено, что в ближайшее время будет найден святой Грааль планетной астрономии – двойник Земли в открытом космосе.
Примерно в это же время астрономы сделали еще одно открытие, в корне меняющее ситуацию: открыли землеподобную планету, получившую название Проксима Центавра b и обращающуюся вокруг ближайшей к Солнцу звезды Проксима Центавра, отстоящей от нас всего лишь на 4,2 световых года. Ученые давно предполагали, что эта звезда будет исследована одной из первых.
Эти планеты всего лишь несколько новых записей в громадной будущей энциклопедии экзопланет, дополнять которую приходится едва ли не каждую неделю. Есть в ней и странные, необычные звездные системы, которые Стэплдону могли разве что присниться, в том числе системы с четырьмя и более звездами, обращающимися по сложным орбитам в едином «клубке». Многие астрономы считают, что любая планетная структура, которую мы только можем вообразить, вероятно, существует где-то во Вселенной – разумеется, если ее существование не противоречит законам физики.
Это означает, что мы можем весьма и весьма приблизительно подсчитать, сколько в Галактике существует землеподобных планет. В ней около 100 млрд звезд, следовательно, землеподобных планет, обращающихся вокруг солнцеподобных звезд, может быть около 20 млрд – и это только в нашей Галактике. А поскольку галактик, которые мы можем наблюдать при помощи имеющихся инструментов, тоже около 100 млрд, мы можем оценить количество землеподобных планет в видимой Вселенной. Получим умопомрачительное число – 2 млрд триллионов.
Осознав, что наша Галактика, вполне возможно, кишмя кишит обитаемыми планетами, вы уже не сможете с прежним спокойствием рассматривать звездное ночное небо.
Итак, астрономы обнаружили в дальнем космосе землеподобные планеты. Следующая задача – проанализировать их атмосферу на наличие кислорода и водяного пара, которые указывали бы на возможное присутствие жизни, и попытаться уловить радиоволны, которые свидетельствовали бы о существовании разумной цивилизации. Такое открытие стало бы одним из великих поворотных пунктов в истории человечества, сравнимым с укрощением огня. Оно не только заново переопределило бы наши отношения с остальной Вселенной, но и изменило нашу судьбу.
Новый золотой век исследования космоса
Открытие экзопланет наряду с интереснейшими идеями, которые привносит в нашу жизнь новое поколение мечтателей, возрождает в обществе интерес к космическим путешествиям. Первоначально главными двигателями космической программы были холодная война и соперничество сверхдержав. Тогда американцы были согласны потратить громадную сумму – 5,5 % федерального бюджета США – на космическую программу «Аполлон», поскольку на кон был поставлен престиж страны. Однако такую лихорадочную гонку невозможно поддерживать до бесконечности, и со временем финансирование резко сократили.
Американские астронавты в последний раз ступали на поверхность Луны в 1972 г. Сегодня и «Сатурн-5», и космические челноки разобраны на части и ржавеют в музеях, а рассказы о них остались на страницах пыльных книг. НАСА часто критиковали, называя «агентством полетов в никуда». Несколько десятилетий шестеренки этого механизма крутились вхолостую, а само агентство бодро и решительно двигалось по давно проторенным путям.
Но постепенно экономическая ситуация начала меняться. Стоимость космических путешествий, которая прежде могла подорвать бюджет целой страны, неуклонно снижалась, в значительной степени благодаря притоку энергии, денег и энтузиазма от растущей когорты частных предпринимателей. Неудовлетворенные «черепашьими» темпами деятельности НАСА, миллиардеры Илон Маск, Ричард Брэнсон и Джефф Безос достали свои чековые книжки и занялись строительством ракет. Они хотят не только получить прибыль, но и исполнить свою детскую мечту о полете к звездам.
Вновь дала знать о себе политическая воля. Вопрос уже не в том, отправят ли США астронавтов на Красную планету, а о том, когда это произойдет. Президент США Барак Обама заявлял, что астронавты ступят на поверхность Марса где-то после 2030 г., а президент Трамп попросил НАСА ускорить темпы.
Техника для строительства флотилии ракет и космических модулей, пригодных для межпланетного путешествия, – к примеру, сконструированная НАСА ракета-носитель СЛС (Space Launch System, SLS) с кораблем «Орион» и тяжелая ракета-носитель «Фалкон Хэви» с капсулой «Дракон», разработанная Илоном Маском – проходит первые этапы испытаний. Именно они будут доставлять грузы и астронавтов на Луну, астероиды, Марс и даже дальше. Эта задача вызвала общественный резонанс и породила не только энтузиазм, но даже конкуренцию. Вполне возможно, что когда-нибудь разные группы будут соперничать за возможность первыми воткнуть флаг в марсианскую почву.
Мы входим в новый золотой век космических путешествий, когда исследование Вселенной после нескольких десятилетий небрежения вновь станет волнующей частью национальной повестки.
Вглядываясь в будущее, мы можем различить контуры того, как наука преобразует процесс исследования космоса. Благодаря революционным успехам в широком спектре отраслей техники мы сегодня можем порассуждать о том, что наша цивилизация, возможно, переселится однажды в дальний космос, научится терраформировать планеты и путешествовать меж звезд. Это долгосрочная цель, но уже сегодня мы можем обозначить примерные сроки и приблизительно оценить, когда будут достигнуты те или иные космические рубежи.
Я расскажу о шагах, необходимых для достижения этой амбициозной цели. Но главное для нас, если мы хотим определить примерный ход будущих событий, – разобраться в научных принципах, которые стоят за нынешними чудесными достижениями.
Революционные волнытехнического прогресса
Для начала попробуем окинуть взглядом обширную панораму истории человечества и представить ее в более широком контексте. Если бы наши предки смогли увидеть нас сегодняшних, что бы они подумали? На протяжении большей части своей истории люди влачили жалкое существование, боролись за жизнь во враждебном и равнодушном мире, где средняя продолжительность жизни составляла не больше 20–30 лет. В основном мы вели кочевой образ жизни и переносили свои пожитки на собственных спинах. Каждый день нам приходилось неустанно бороться за то, чтобы обеспечить себе пищу и убежище. Мы жили в постоянном страхе перед опасными хищниками, болезнями и голодом. Но, если бы наши предки могли увидеть нас сегодняшних – с нашей способностью мгновенно пересылать картинки в любой уголок планеты, с ракетами, которые могут доставить нас на Луну и дальше, с машинами, которые ездят сами по себе, – они наверняка сочли бы нас колдунами и волшебниками.
История показывает, что научные революции приходят волнами, а толчком к ним часто служат успехи физики. Первую волну научных и технических достижений в XIX в. породили физики, создавшие теорию механики и термодинамики. Это позволило инженерам создать паровую машину, за которой последовали локомотивы и промышленная революция. Этот глубокий сдвиг в техническом оснащении поднял человеческую цивилизацию из состояния невежества, непосильного труда и бедности и привел в машинную эру.
Вторую волну технического прогресса в XX в. тоже возглавили физики; они открыли и поставили на службу человеку законы электричества и магнетизма и в конечном итоге привели всех нас в эру электричества. Это сделало возможным электрификацию городов, появление динамо-машин и генераторов, телевидения, радио и радаров. Вторая волна породила современную космическую программу, позволившую нам посетить Луну.
Третья волна науки в XXI в. нашла свое выражение в высоких технологиях, а возглавили ее квантовые физики и изобретенные ими транзистор и лазер. Благодаря им стали возможны суперкомпьютеры, интернет, современные телекоммуникации, GPS и взрывной рост производства микросхем, которые проникли во все сферы нашей жизни.
В этой книге я расскажу о технологиях, которые позволят нам проникнуть еще дальше по мере исследования планет и звезд. В первой части мы поговорим о создании постоянной лунной базы и о действиях, необходимых для колонизации и терраформирования Марса. Для этого нам придется использовать четвертую волну технического прогресса, в которую входят искусственный интеллект, нано- и биотехнологии. Задача терраформирования Марса превышает наши сегодняшние возможности, но технологии XXII в. позволят превратить эту безжизненную промороженную пустыню в пригодный для обитания мир. Мы поговорим об использовании самовоспроизводящихся роботов, сверхпрочных и сверхлегких наноматериалов и полученных биотехнологическими методами растений, которые позволят кардинально снизить расходы и превратить Марс в настоящий рай. Со временем мы пойдем еще дальше и создадим поселения на астероидах и лунах газовых гигантов – Юпитера и Сатурна.
Во второй части мы попробуем заглянуть в те времена, когда человечество сможет выйти за пределы Солнечной системы и исследовать ближайшие звезды. Эта задача опять же превосходит наши нынешние технические возможности, но пятая волна технических достижений сделает ее выполнение возможным: у нас появятся нанокорабли, лазерные паруса, прямоточные термоядерные двигатели, двигатели на антивеществе. НАСА уже сегодня финансирует исследования, без которых сделать межзвездные путешествия реальными попросту не получится.
В третьей части мы проанализируем, каким образом можно было бы модифицировать наши тела, чтобы дать нам возможность найти себе новый дом среди звезд. Межзвездные путешествия, возможно, будут занимать десятки, а то и сотни лет, так что нам, очень может быть, придется генетически изменить себя и научиться без вреда для себя проводить длительные периоды времени в глубоком космосе. Не исключено, что сделано это будет путем увеличения продолжительности жизни человека. Хотя сегодня источник вечной молодости невозможен, ученые уже исследуют перспективные направления, которые в будущем, возможно, позволят нам замедлить, а то и остановить процесс старения. Не исключено, что наши потомки будут в каком-то смысле бессмертны. Быть может, нам придется генетически доработать наши тела, чтобы хорошо себя чувствовать на далеких планетах с иной силой тяжести, другим составом атмосферы и другой экологией.
Благодаря проекту «Коннектом человека», который нанесет на карту каждый нейрон человеческого мозга, когда-нибудь мы, возможно, научимся отправлять свой коннектом в открытый космос посредством мощнейшего лазерного луча, что снимет с повестки дня множество проблем, связанных с межзвездными путешествиями. Этот процесс, который я называю лазерным переносом, освободит наше сознание и даст нам возможность исследовать Галактику или даже Вселенную со скоростью света, устранив тревоги, связанные с очевидными опасностями межзвездных путешествий.