"Нужно добиться на Марсе парникового эффекта, который сейчас на Земле нам мешает. На Марсе он нам нужен — нужно увеличить как количество диоксида углерода, так и водяного пара. Мы хорошо понимаем, какие преграды мешают сделать Марс теплее и наполнить его водой. Это несуществующее магнитное поле — Марс все время продолжает терять свою и так уже ничтожную атмосферу. Это один из самых существенных элементов — нужно создать искусственное магнитное поле, чтобы оно удержало ту атмосферу, которую мы создадим», — объясняет член правления Латвийского астрономического общества и владелица обсерватории StarSpace Анна Гинтере.

Конечно, атмосфера, которая позволит нагреть планету, создать необходимое давление для воды и частично защитить планету от радиации, не обязательно пригодна для дыхания человека. Насыщение атмосферы кислородом — еще одна часть рассказа о терраформировании, и здесь главными героями будут сине-зеленые водоросли (цианобактерии).

Потом, правда, он выступил с менее взрывным, но не менее грандиозным предложением — отправить на орбиту Марса внушительный флот с гигантскими рефлекторами, которые будут отражать энергию Солнца и концентрировать ее в нужных местах на поверхности Марса. Это не совсем идея Маска — о «космических зеркалах» уже говорили до него, например, в 2006 году Риджел Войда получил грант NASA, чтобы исследовать эффективность этого метода.

Но есть одна проблема — даже если атомными бомбами или огромным рефлектором удастся превратить в газ всю воду и CO_2, которые есть на Марсе, атмосферное давление на Марсе станет всего вдвое больше. А это в сто раз меньше нормального атмосферного давления на Земле.

Прости, Илон, но углекислый газ придется поискать где-нибудь еще.

В пыли на поверхности Марса, реголите, тоже содержится немало абсорбированного CO₂, но чтобы его высвободить, поверхность нужно нагревать долгое время. Даже если удастся долгое время нагревать весь реголит на планете (сущие пустяки, правда?), атмосферное давление на поверхности планеты достигнет всего 4% от земной нормы.

Третий потенциальный источник диоксида углерода — карбонатные породы. Но для этого на Марсе нужно основать целую индустрию с серьёзными производственными мощностями. Сначала эти породы нужно будет добыть, потом обработать, нагрев до нескольких сотен градусов по Цельсию. Это очень энергоемкий процесс, а в результате в атмосфера получит даже меньше углекислого газа, чем от выпаривания ледников.

Программа Space Time американского общественного телеканала PBS подсчитала, сколько известняка необходимо переработать для получения углекислого газа в количестве, нужном для для создания земного атмосферного давления. На один квадратный метр нужно 10 тонн CO₂. Плотность известняка — около 2,5 тонн на кубический метр. При обработке известняка кислотой около 44% его массы превращается в углекислый газ. Это значит, что из одного кубического метра известняка можно получить 1,1 тонны CO₂. То есть, нужно добыть и с помощью очень энергоемкого процесса обработать 9-10-метровый слой известняка - при условии, что кора Марса в любом месте состоит из таких залежей известняка, что, конечно, не так.

Этот теоретический подсчет хорошо иллюстрирует сложность обеспечить планету необходимым количеством газа даже в том случае, если все исходные материалы легко доступны. В реальности карбонатные породы на Марсе в основном залегают в глубоких слоях, и мы понятия не имеем, в каком количестве. Ресурсозатратность их добычи и переработки для высвобождения углекислого газа была бы непостижима уму.

Пока что оставим в стороне сценарий добычи глубокозалегающих карбонатных пород. Если использовать весь парниковый газ из относительно доступных источников на поверхности Марса, атмосферное давление достигнет неполных семи процентов от земного. Это ощутимый результат, который сделает возможным существование кое-где на поверхности Марса жидкой воды. Но этого все еще мало, чтобы Марс был пригодным для обитания местом.

Другой вариант — "импорт" парниковых газов. Теоретически рассуждают об импорте и CO₂, и других парниковых газов с Земли, Венеры или какой-то другой богатой газами планеты, например, с Титана, крупнейшего спутника Сатурна. Есть и другая, более необычная идея.

"Возможно, нам для этой цели придётся бомбардировать Марс астероидами, ядрами комет. Сейчас это звучит как полнейшая научная фантастика, но не противоречит законам физики. Если мы найдём технологии, которые позволят перемещать эти кометы или астероиды, это возможно», — рассуждает Анна Гинтере.

Кометы — огромный источник азота, кислорода, водорода, аммиака и других веществ, необходимых для формирования атмосферы. Но чтобы достичь земного атмосферного давления, в поверхность Марса должны врезаться 10 тысяч комет, или даже больше, в зависимости от их размера.

"Понадобится армия роботов, которые могут прикрепиться к комете, добыть из нее ресурсы для работы двигателей и в течение года постепенно сдвинуть комету с ее траектории так, чтобы она врезалась в Марс», — объясняет доктор Роберт Лиллис, ученый Лаборатории космических наук Калифорнийского университета в Беркли.

Пока что у нас нулевой опыт в управлении движением комет и других массивных космических объектов. До тех пор, пока мы не сдвинули с орбиты в экспериментальных целях хотя бы одну комету, разговоры о перемещении десятков тысяч выглядят фантастически. Однако фундаментально в этом нет ничего невозможного, если будут соответствующие технологии.

Все вышеперечисленное можно пустить по ветру - буквально, по солнечному ветру, постоянно разрушающему и без того тонкую атмосферу Марса — если у планеты не будет магнитного поля. И центральная задача при терраформировании — защитить Марс от солнечного ветра.

Расшевелить процессы в ядре Марса, чтобы он сам снова начал генерировать электромагнитное поле, сейчас кажется нереализуемой идеей. Ученые чаще говорят об электромагнитных щитах. Расположив такой мощный генератор магнитного поля в первой точке Лагранжа, можно защитить Марс от большей части солнечного ветра.

Точки Лагранжа — это точки в системе из двух массивных тел, где третье тело с пренебрежимо малой массой, не испытывающее воздействия никаких других сил, кроме гравитационных со стороны двух первых тел, может оставаться неподвижным относительно этих тел. То есть в данном случае массивными телами будут Солнце и Марс, а третьим телом — электромагнитный щит. Он должен сохранять неизменную позицию относительно этих небесных тел, на каком бы расстоянии друг от друга они ни находились — иначе он войдет на орбиту одного их них.

Такой генератор, скорее всего, мог бы работать на ядерном реакторе, и время от времени к нему было бы необходимо снаряжать экспедиции с новым топливом. Это сложно, но не невозможно.

Предположим, что удалось создать такое атмосферное давление, при котором мы можем выйти из контролируемого пространства — корабля или купола — без скафандра хотя бы на 15 секунд и не потерять сознание. Температура такая, что сразу замерзнуть нельзя. Но даже в этом случае терраформирование будет еще не закончено — атмосфера будет состоять из CO₂ или других парниковых газов, не предназначенных для дыхания. После частичного терраформирования все еще будет невозможно выжить без кислородного баллона за спиной.

Но и эту проблему можно решить, хоть и не сразу. Нам знакомы живые организмы, которые умеют выживать в экстремальных условиях и заниматься фотосинтезом даже при слабом солнечном свете. Общество астробиологов с пристальным вниманием смотрит на сине-зеленые водоросли (цианобактерии). Считается, что именно эти организмы ответственны за то, что несколько миллиардов лет назад атмосфера Земли стала пригодной для дыхания.

Привезти на Марс внушительную колонию сине-зелёных водорослей и повторить процесс реально, но это будет не быстро. Со временем можно привезти и растения побольше, способные выживать при слабом освещении и в суровых условиях.

Так возможно ли терраформирование Марса или это пока полная фантастика? Ответ NASA ясен — с существующими сейчас технологиями в масштабах целой планеты это невозможно. К такому выводу пришло исследование, проводившееся при поддержке NASA, результаты которого опубликованы в академическом издании Nature Astronomy.

Ключевая фраза, конечно — «с существующими сейчас технологиями». Что не исключает такой возможности в будущем. 150 лет назад вряд ли кто-то всерьёз верил и в то, что в ближайшее время человек ступит на Марс. Именно пилотируемая миссия на Марс — ближайшая крупная задача сейчас. Это очень сложно и дорого. Сначала нужно разобраться с доставкой на Марс первых исследований, а через десятки и сотни лет уже более реальными станут разговоры о дальнейших шагах — сначала о постоянных колониях, а потом уже и о конкретных планах терраформирования.

В заключение нужно упомянуть еще одну вещь. Нередко о терраформировании Марса говорят как о каком-то спасательном круге человечества - о создании второго дома и Земли 2.0 в случае, если наша планета станет непригодной для жизни. Но стоит прислушаться к астрофизику и популяризатору науки Нилу Деграссу Тайсону, который считает, что в день, когда у нас появится возможность превратить Марс во вторую Землю, будет возможность и привести в порядок свою планету, сделав ее снова приятной для жизни.