Летающая колония в атмосфере Венеры - реальность?
Ученые уделяют пристальное внимание изучению возможности колонизации Марса. Но могли бы люди заселить венерианскую атмосферу?
Корреспондент BBC Future попытался найти ответ на этот вопрос.
Здесь так жарко, что плавится свинец, а кислотные дожди разъедают любую органику. И все же самой подходящей планетой для будущих космических поселений может стать именно Венера, а не Марс.
Несмотря на энтузиазм американского предпринимателя Илона Маска, предложившего недавно проект заселения Красной планеты, марсианским колонистам пришлось бы столкнуться с серьезными проблемами.
Марсианская атмосфера непригодна для дыхания, слишком тонка для обеспечения приемлемого давления на поверхности планеты и практически не обеспечивает защиты от смертельно опасной солнечной радиации.
Правда, у Венеры есть свои недостатки: в ее агрессивной среде невозможна жизнь в нашем понимании.
На первый взгляд Венера похожа на Землю - притяжение здесь составляет около 90% земного, а расстояние от Солнца примерно на 30% меньше.
Но имеется одно важное обстоятельство. Если на Марсе атмосферы очень мало, на Венере ее слишком много.
Венерианский атмосферный слой в 90 раз толще земного; в основном атмосфера планеты состоит из двуокиси углерода (углекислого газа). Кроме того, Венера окутана облаками из капель соляной кислоты.
Из-за создаваемого атмосферой парникового эффекта Венера поглощает большое количество солнечного тепла. В результате поверхность планеты очень сильно нагрета - это самое жаркое место в Солнечной системе, не считая самого Солнца.
Температура на поверхности Венеры превышает 450°C - этого достаточно для того, чтобы расплавить цинк, свинец и большинство органических материалов.
А атмосферное давление, сравнимое с давлением на километровой глубине земного океана, способно раздавить даже корпус атомной подводной лодки.
Атмосферное давление настолько велико, что у поверхности планеты углекислый газ существует в виде "сверхкритической жидкости" - в этом состоянии вещество не является ни газом, ни жидкостью, но проявляет свойства обоих.
На Земле сверхкритический углекислый газ - очень опасная субстанция, которую используют в качестве промышленного растворителя. А поверхность Венеры буквально покрыта океаном этого вещества.
Неудивительно, что большинству советских автоматических зондов, отправленных к Венере в 1960-1980-х гг., не удалось достичь даже поверхности планеты, а несколько других разбились при посадке.
Самая успешная станция, "Венера-13", проработала на венерианской поверхности чуть более двух часов, а затем вышла из строя под действием давления и высокой температуры. На полученных от "Венеры-13" изображениях запечатлен каменистый, иссушенный и чрезвычайно враждебный мир.
Так как же человеку выжить в таких условиях?
Самое главное - держаться подальше от поверхности планеты.
"Проблема заключается в том, что атмосферное давление на венерианской поверхности значительно выше земного, - говорит Джеффри Лэндис, писатель-фантаст и по совместительству ученый из исследовательского центра НАСА, одним из первых предложивший оригинальный способ колонизировать Венеру. - С другой стороны, венерианская атмосфера - наиболее сходная с земной среда обитания во всей Солнечной системе".
На высоте примерно в 50 км от поверхности атмосфера Венеры представляется вполне пригодной для обитания.
Прежде всего, атмосферное давление здесь примерно соответствует давлению на поверхности Земли. Кроме того, на этой высоте атмосферный слой достаточно толст, чтобы обеспечить уровень радиационной защиты, сравнимый с земным.
Температура на такой высоте составляет около 60°C - довольно жарко, но существующие технологии неплохо справятся с этой проблемой.
А еще на несколько километров выше температура венерианской атмосферы опускается до приемлемых 30°C, при этом давление и уровень радиационной защиты все еще находятся в пределах разумного.
Поскольку притяжение Венеры примерно равно земному, поселенцам, которые будут жить там годами, не грозят связанные с низкой гравитацией проблемы, такие как ломкость костей и ослабление мышечного тонуса.
Остается главный вопрос: как добиться того, чтобы колония постоянно плавала в удушающей атмосфере, лавируя между ядовитыми облаками, состав которых больше всего напоминает промышленное средство для прочистки труб? По счастью, смелое решение подсказала физика.
На Земле углекислый газ тяжелее воздуха - а значит, шар, наполненный смесью азота и кислорода (то есть воздухом, которым мы дышим), окажется легче венерианской атмосферы. Он взмоет в небо подобно земному воздушному шарику, наполненному гелием.
Иными словами, венерианские поселенцы могли бы жить внутри шара, заполненного привычным им воздухом.
Шар достаточно больших размеров будет способен висеть над поверхностью Венеры вместе с поселенцами и необходимыми для жизни запасами. А в гигантском шаре можно создать настоящее поселение.
"Сфера диаметром в один километр может поднять 700 тысяч тонн груза [на Венере] - это масса двух небоскребов Empire State Building, - говорит Лэндис. - А двухкилометровый шар поднимет 6 млн тонн. Фактически можно создать замкнутую среду размером с земной город".
Но что если оболочка шара порвется?
"Он не лопнет подобно воздушному шарику", - уверяет Лэндис. Поскольку давление внутри сферы будет равно наружному, прорыв оболочки приведет не к мгновенному взрыву, а к медленной утечке воздуха.
"Представьте себе, что вы открыли окно: воздух из комнаты будет постепенно выходить наружу, а наружный воздух - проникать в помещение. Чем крупнее шар, тем медленнее будет идти этот процесс", - объясняет ученый.
А защитить шар от облаков серной кислоты, оказывается, еще проще. Решение этой проблемы, в свое время успешно опробованное советскими учеными, сегодня можно найти на любой кухне.
В 1985 году рядом с Венерой пролетала советская автоматическая станция "Вега", направлявшаяся к комете Галлея.
"С "Веги" в венерианскую атмосферу были запущены два шара, которые провели два дня, паря над поверхностью планеты как раз на интересующих нас высотах, - говорит Лэндис. - Внешняя поверхность их оболочки была покрыта тефлоном. Этот материал стоек к воздействию серной кислоты".
Впрочем, есть вопросы, которые пришлось бы решать жителям любой космической колонии - например, поиски сырья и поддержания очень сложной биосферы, необходимой для продолжительного существования вдали от Земли.
Но в атмосфере Венеры имеется многое из того, что понадобится колонистам на первоначальном этапе. Углекислый газ можно разложить на кислород и углерод, а серную кислоту - на воду, кислород и серу.
И хотя поверхность Венеры останется недоступной для людей, для поиска и разработки полезных ископаемых можно использовать роботов.
Жители колонии управляли бы роботами в реальном масштабе времени. Делать это с Земли невозможно: чтобы преодолеть миллионы километров между планетами и вернуться назад, радиосигналу требуется около 20 минут.
Но не спешите паковать чемоданы: наших знаний о Венере пока недостаточно для того, чтобы с уверенностью утверждать, что идею атмосферной колонии можно реализовать на практике.
"Прежде всего необходимо отправить к Венере несколько автоматических станций, чтобы узнать о планете больше, - говорит Лэндис. - Венера остается одной из малоизученных планет Солнечной системы".
Наши знания о Венере недостаточны из-за того, что исследования этой планеты по большей части пришлись на ранний этап развития космонавтики. По мере усовершенствования технологий ученые обратили взор к другим планетам, в особенности к Марсу.
"Сейчас нам известно очень многое о Марсе - о его истории, атмосфере и климате, - говорит исследователь НАСА Лори Глэйз, специализирующаяся на Красной планете. - А вот в том, что касается знаний о Венере, мы несколько отстаем".
Глэйз собирается исправить эту ситуацию. Она работает над проектом DaVinci - планируемой межпланетной экспедицией, в рамках которой НАСА собирается отправить автоматический зонд вглубь венерианской атмосферы, чтобы лучше изучить планету.
"DaVinci призван ответить на наши главные вопросы о Венере, - говорит она. - Эта экспедиция поможет нам изучить состав и динамику венерианской атмосферы, с тем чтобы понять, каким образом можно обеспечить долговременное нахождение в ее верхних слоях".
"Венера - захватывающая планета, она сулит нам разгадку множества тайн, - отмечает Глэйз. По моему убеждению, нам необходимо больше узнать о ней. Пора вернуться на Венеру!"
