Чарльз Уолфорт, Аманда Хендрикс

За пределами Земли: В поисках нового дома в Солнечной системе

Редактор А. Никольский

Переводчик А. Зуев

Научный редактор И. Лисов

Руководитель проекта Д. Петушкова

Корректоры М. Миловидова, М. Савина

Компьютерная верстка А. Фоминов

Дизайнер обложки Ю. Буга

© 2016 by Charles Wohlforth and Amanda R. Hendrix

© Издание на русском языке, перевод, оформление. ООО «Альпина нон-фикшн», 2018

Все права защищены. Произведение предназначено исключительно для частного использования. Никакая часть электронного экземпляра данной книги не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами, включая размещение в сети Интернет и в корпоративных сетях, для публичного или коллективного использования без письменного разрешения владельца авторских прав. За нарушение авторских прав законодательством предусмотрена выплата компенсации правообладателя в размере до 5 млн. рублей (ст. 49 ЗОАП), а также уголовная ответственность в виде лишения свободы на срок до 6 лет (ст. 146 УК РФ).

* * *

Чарльзу Пенниману, моему кроткому наставнику, в чьей жизни слились наука, духовность и сострадание.

– Чарльз Уолфорт!

Всем фантастическим, преданным людям, усердно трудящимися над миссией «Кассини» и всеми роботизированными и пилотируемыми миссиями NASA и остальных космических агентств: вы вдохновляете мир этими путешествиями и невероятными научными открытиями.

– Аманда Хендрикс

Введение

Путь с Земли

Однажды люди научатся жить на Титане, самом крупном спутнике Сатурна. Они будут черпать энергию из безграничных запасов ископаемого топлива, а кислород – из замерзшей воды, составляющей большую часть массы Титана. Азотная атмосфера, которая плотнее земной, защитит человека от космического излучения и позволит ему жить в негерметичных строениях и передвигаться не в скафандрах, а в очень теплой одежде и респираторах. Люди будут кататься на лодках по озерам жидкого метана и летать, подобно птицам, в холодной плотной атмосфере при помощи крыльев за спиной.

Произойдет это потому, что в определенный момент в этом возникнет необходимость. Сегодня холодные мрачные небеса Титана непривлекательны и невероятно далеки. У нас пока нет технологий, позволяющих отправить людей на Титан. Но технологии развиваются, а перспективы Земли ухудшаются. В прежние времена человеческие существа уже отправлялись в неведомые и опасные дали, когда жизнь в привычном месте становилась невыносимой. Если жители Земли не начнут вести себя иначе, то новый мир на Титане, свободный от войн и климатических катаклизмов, может стать привлекательным для колонистов.

Технологии, необходимые для создания космической колонии, уже просматриваются. Главные препятствия – институциональные. Равнодушная политическая элита. Космическое агентство NASA с его традицией борьбы с инакомыслием и отсутствием внятных целей пилотируемых полетов. Новостные СМИ преподносят публике ложное понимание действительных трудностей, связанных с исследованием космоса. Отправиться на другую планету будет сложно и без технологических прорывов неприемлемо опасно.

Но все необходимые для заселения космоса составляющие имеются. Опытом строительства космических аппаратов обладают многие страны и даже частный бизнес. Порожденная интернетом культура инноваций, умеющая быстро создавать новое, обратила свое внимание на космос. Уже составлено общее представление о том, что необходимо, чтобы туда отправиться.

Когда настанет час, человеку будет не впервой отправляться в путешествие, кажущееся невыполнимо трудным, дорогим и технически сложным. Нашим предкам не единожды приходилось строить новое общество в местах столь отдаленных, что возвращение становилось невозможным. Причины, по которым мы сделаем это вновь, скорее всего, окажутся теми же, что и прежде.

Для того чтобы предложить свой сценарий освоения космоса, мы исследовали как научную и техническую сферы, так и темы культуры и окружающей среды. Мы обдумали фундаментальные вопросы, стоящие перед человечеством: как мы распоряжаемся технологиями; насколько хотим учиться, осваивать и усваивать новое; как мы обращаемся друг с другом и с миром вокруг нас. Важнейшей составляющей колонизации космоса является животное под названием «человек»: реакция наших клеток на космическое излучение, наша психологическая способность годами путешествовать сквозь пустоту и наша приспособляемость к новому ландшафту, в котором прежде не жил ни один организм (во всяком случае, ни один, о котором мы бы знали). Что мы из себя представляем? На что действительно способны?

Ученые, с которыми мы разговаривали, часто спрашивали, кто мы – писатели-фантасты или журналисты. Мы не собирались писать книгу, руководствуясь игрой воображения, но скептик ни за что не предугадал бы того, что уже произошло. Мы побывали в цеху ракетного завода, где работники частной космической компании шьют костюмы для космонавтов, которые с гордостью носил бы сам капитан Джеймс Кирк[1]. Наш сценарий основан не на любви к крутым изобретениям и вдохновляющим идеям. В нем учитывается известная человеческая склонность к глупым решениям, эгоистическим устремлениям и грязной политике. Осознание этой очевидной истины помогает лучше разглядеть возможные пути развития технологии, делая этот процесс также более увлекательным и забавным.

Нам было ужасно весело размышлять и спорить о том, как все это будет происходить. Мы писали эту книгу, часами смеясь в скайпе, Аманда – у себя в офисе в Лос-Анджелесе или за кухонным столом в Болдере, а Чарльз – дома в Анкоридже в кабинете с видом на засыпанную снегом лодку или в дебрях Аляски.

Аманда работает с космическими технологиями каждый день. Она готовилась стать астронавтом и управляла аппаратурой, позволившей сфотографировать мир на другом краю Солнечной системы. Она также исследовала бюрократию большой науки, этот мир встреч, частых командировок и амбиций, так похожий на прочие современные организации. Прорабатывая бесчисленные подробности новых идей, она помогла воплощению чуда исследования космоса в реальность.

Чарльз проводит лето вне пределов досягаемости – на побережье Аляски, а зимой почти каждый день катается на лыжах. Его книги, написанные в стремлении понять судьбу планеты, приводили его и на дрейфующие арктические льды к эскимосским китоловам, и в английский Кембридж, где гнездятся чрезвычайно умные «птицы».

Мы – взаимодополняющие противоположности. Вклад Аманды – не только наука и чудо, но и понимание неравномерного развития технологий. Вклад Чарльза – не только скептицизм исследователя человеческой трагедии на Земле, но и оптимизм человека, любящего природу, заключенную в каждом из нас. Аманда не раздумывая согласилась бы на билет в один конец за пределы Земли, чтобы удовлетворить стремление к приключениям и встрече с будущим. Чарльз едва выдерживает ночной перелет и даже в мыслях не способен попрощаться со снегом, морем и свежим воздухом этого мира.

Человечество никогда не разбогатеет настолько, чтобы отправить на другую планету всех, но нетрудно представить тот день, когда правительства или богачи станут думать о космическом корабле как о спасательной шлюпке или как о ковчеге. Похожие мысли у людей уже появляются. Для того чтобы сохранить миллионы видов растений на случай стихийного бедствия или конца света, в 2008 г. на Шпицбергене, в недрах замерзшей горы на полпути между Норвегией и Северным полюсом, было создано всемирное семенохранилище. Так и внеземная колония могла бы стать хранилищем человеческого генофонда, защищающим его от любого вреда, грозящего на Земле.

Но, в отличие от семян, человеческие существа, если поместить их на хранение в безопасное место, не останутся прежними. Внеземная колония, может быть, и возникнет как анклав Земли, сохраняющий наш вид, но она разовьется в самостоятельный мир со своей культурой, правительством и будущим. Уже через одно поколение Земля покажется чуждой детям, рожденным под оранжевым небом. И ностальгию у них будет вызывать запах искусственного воздуха, а не свежего бриза.

Мы представляем себе их небо оранжевым, потому что наш сценарий будущего ведет на Титан. Почему на Титан? Мы перебрали все места, куда могли бы отправиться колонисты, в поисках такого места, где люди будут в безопасности и смогут жить самостоятельно, без непосредственной помощи с Земли, неопределенно долгое время. Работая над сценарием, мы остановились на этом богатом энергией влажном объекте во внешней части Солнечной системы.

Мы не настаиваем на том, что колонию там обязательно построят, и мы уж точно не знаем, когда это случится. Сценарий – это способ организовать исследование будущего, а не предсказание. Это полезное упражнение порождает мысленный эксперимент, который каждый может провести сам, пользуясь надежными сведениями, приведенными нами. Отправившись с нами в путешествие в возможное будущее, вы найдете весь фактический материал, необходимый для самостоятельного мысленного эксперимента, и посмотрите, приведут ли вас ваши рассуждения на Титан.

Структура книги отражает взаимодействие строгой науки и увлекательных прогнозов. В ее главах чередуются повествование о настоящем и сценарии будущего. В разделах, озаглавленных «Настоящее», описаны уже существующие технологии и идеи и рассказаны истории людей, делающих космос ближе. Разделы, озаглавленные «Будущее», складываются в сценарий, основанный на тех благоприятных и неблагоприятных факторах, которые кажутся нам вероятными, а также содержат кое-какие причудливые прогнозы. Эти два мотива книги переплетаются, создавая цельную картину того, что нам известно, и того, куда наше знание может привести. Читатель волен сделать собственные выводы.

Строительство автономной космической колонии – в нескольких десятилетиях и технологических шагах от нас. Но многие ученые и инженеры уже думают о нем, поскольку это приключение – из тех, ради которых они выбрали профессию, и поскольку создание колонии ставит острейшие вопросы о сегодняшних технологиях, исследованиях и космической промышленности. В самом деле, такая цель, как переселение человека на другую планету, – лучшее оправдание программы США по пилотируемым космическим полетам.

Мы начали с современного состояния науки о космосе, затем задались вопросами о том, куда бы мы полетели, как можно добраться до другого небесного тела и построить там колонию и почему это могло в самом деле произойти. Чтобы быть правдоподобным, наш сценарий должен отвечать на эти три вопроса – как, куда и зачем, – опираясь на сегодняшнюю действительность. Именно поэтому книга разбита на чередующиеся разделы: чтобы настоящее могло формировать будущее посредством этих трех вопросов.

Вопрос «как?» касается усовершенствования двигательных систем, а также устройства традиционных космических аппаратов, поскольку они становятся обычным явлением. По мере того как космические полеты становятся повседневностью, на первый план выходит экономика. Коммерческая космическая промышленность меняет наше представление о границах возможного. Благодаря деньгам и новаторскому опыту Кремниевой долины космос как массовый продукт вскоре окажется на рынке. Эта индустрия чем-то похожа на компьютерный бизнес, каким он был тогда, когда Стив Джобс и Билл Гейтс выходили из своих гаражей: она готова стремительно распространиться за пределы дорогих централизованных правительственных проектов и сделать полеты в космос безопасными, повторяемыми и доступными по цене. Когда это произойдет, цена подъема материалов в невесомость кардинально снизится, повышая практичность любого космического предприятия.

Ответ на вопрос «куда?» требует понимания планетологии, проблем здоровья, психологии и воспроизводства человека в космосе, а также сочетания потребностей в энергии, защите от излучения и приспособленности к жизни в условиях низкой гравитации. Колонистам нужно такое место, где они смогут жить и обеспечивать себя всем необходимым неопределенно длительное время.

К ответу на вопрос «куда?» ведут два других вопроса: что нужно сообществу людей для выживания? Какое место в Солнечной системе отвечает этим требованиям лучше всего? Углеводородные холмы и озера Титана – это безграничный запас топлива. Вода и ее компоненты – водород и кислород – составляют половину массы Титана. Имея в распоряжении воду и энергию, мы можем производить пищу, обрабатывать материалы и давать энергию городам.

Остается ответить на вопрос «зачем?», то есть в чем состоят веские причины навсегда покинуть Землю.

Это не путешествие за открытиями, как у Льюиса и Кларка, взглянувших на неведомые земли и вернувшихся домой к славе и почестям. Космические колонисты больше похожи на безымянных пионеров, отправлявшихся на Запад в крытых повозках, чтобы построить себе фермы. Такое путешествие не будет потехой, обратно никто не вернется. Жизнь будет трудна и опасна, по крайней мере для первого поколения. Некоторые исключительные личности пожелают отправиться просто потому, что захотят быть в числе первых, но для создания колонии нужны не только искатели приключений. Колонии будут нужны люди, много людей, обладающих особыми умениями и решимостью обосноваться и созидать. Но более всего ей понадобится спонсор, готовый заплатить огромную сумму за начало этого предприятия. В каком-то смысле вопрос «зачем?» является самым сложным из трех.

В прошлом колонии нередко окупались за счет ценностей, отправляемых на родину, либо позволяли колонистам спастись от неприятностей, грозящих им дома. Что касается первой причины – получение прибыли, – экономическое обоснование жизни в космосе остается неясным. Безусловно, там можно было бы добывать полезные ископаемые, которые на Земле встречаются крайне редко. Обожженные графитовые астероиды, усыпанные алмазами. Лунные залежи изотопа гелий-3, принесенного солнечным ветром, который может использоваться как топливо для термоядерного реактора.

Но термоядерных реакторов пока что не существует, а межпланетная доставка полезного груза стоит дороже алмазов (да и не нужны они нам в таком количестве). На самом деле цена ни одного из известных ресурсов не оправдала бы стоимости миссии, и уж тем более – колонии. Бизнес-перспективы колонизации стали бы очевиднее с падением цены межпланетных путешествий, благодаря какой-то большой находке исследователей космоса либо с появлением новой технологии, требующей материалов, не встречающихся на Земле. Для нас как авторов эти возможности остаются туманными, так что мы выбрали другую мотивировку колонизации космоса: необходимость покинуть Землю.

Люди больше не могут идти на Запад. Планета перенаселена. Особенности характера нашего вида заставляют думать, что какая-то его часть не захочет вечно мириться с таким положением вещей. Люди на самом деле разные. Одни остаются дома и приводят его в порядок или учатся жить в почти невыносимых политических и экологических условиях. Другие срываются в поисках нового места, не собираясь возвращаться. Мы расселяемся. Мы делаем это с тех пор, как покинули Африку, чтобы заселить Европу, Азию, Новый Свет, и этот процесс повторяется снова и снова.

Тенденции экологических и политических условий на Земле – не менее важная составляющая сценария колонизации космоса, чем рассказ о технологии; учитывая их, мы можем лучше понимать себя. Нам нужно предугадать не только реакцию наших тел на условия космоса, но и реакцию человеческих сообществ на ухудшение состояния окружающей среды, нарастание политических и религиозных конфликтов, а также растущее материальное неравенство.

Сочетание вдохновляющих и обескураживающих качеств нашего вида, благодаря которым он столь интересен, уже порождает движение в сторону космоса. Миллиардеры строят космические корабли, чтобы любой человек мог отправиться так далеко, как он не мог себе и представить, одновременно зарабатывая деньги продажей билетов на увеселительные прогулки за пределы атмосферы.

В коммерческих космических компаниях мы встречали блестящих молодых инженеров, трудящихся ради удешевления доступа в космос. Они тратят многие часы, чтобы сделать полет в космос обыденным делом, и уже думают о последующих этапах. Они работают с такой отдачей вовсе не ради денег. Эти молодые труженики аэрокосмической промышленности говорят на языке «Звездного пути» (Star Trek), преодолевая огромные технические трудности с ловкостью и удалью хакеров. Они не знают неудач и абсолютно уверены в том, что проложат дорогу в космос.

Проводя время среди таких людей, нетрудно представить себе тот день, когда исполинский космический корабль будет готов отстыковаться от длинного выдвижного коридора, соединяющего его с коммерческой космической станцией на орбите вокруг Земли. Наш сценарий, возможно, похож на научную фантастику. Но будущее часто звучит как научная фантастика, пока вдруг не наступает, не правда ли?

1. Как предугадывать будущее?

Предсказания о конце света имеют гораздо более давнюю историю, чем мечты о космических колониях. Можно найти примеры их сочетаний. В середине 1970-х гг., когда вышло телевизионное шоу «Космос: 1999», никто не смеялся над предположением, что к 1999 г. люди будут жить в колонии на Луне, которую ядерный взрыв выбросит далеко в космос. Спустя 20 лет поклонники шоу отпраздновали наступление предсказанной даты, 13 сентября 1999 г., разыграв эту катастрофу, которая так и не произошла.

Мы фактически пытаемся сделать то же самое. Мы предсказываем, что жизнь на Земле станет очень тяжелой, а технологии продвинутся настолько, что появится возможность создания космической колонии. В этом смысле мы не первые.

Оптимизм 1950-х предвещал летающие автомобили и космические отели уже к 1970-м гг. Пессимисты 1970-х говорили, что мы все вымрем по бесчисленному множеству причин к началу XXI в. И пессимисты, и оптимисты во многом ошибались. Летающих машин нет до сих пор, но есть видеотелефоны. У нас не закончились еда, вода и энергия (пока что), но климат действительно стал теплее, а погода – более неустойчивой, с разрушительными катаклизмами. Энергию ядерного синтеза все это время обещали «через 50 лет», при этом роботы присутствуют уже во всех сферах и пока что против нас не восстали (только если вы не кот, живущий в одной квартире с роботом-пылесосом).

Мы верим многим предсказаниям насчет неизменных вещей. Мы заводим будильник, основываясь на утверждении о том, что солнце взойдет. То, что изменяется, также может быть предсказуемым в том смысле, что оно не останется прежним. Развитие технологий, скорее всего, продолжится, а человеческое воображение не исчезнет, как и конфликты, а также жадность. Будущее трудно предсказать, но не трудно предположить, что люди будут обладать властью, пользоваться ею, потреблять ресурсы, и стремиться придумать что-то, что их возвеличит.

Фокус в том, каким образом анализировать эти знания, отыскивая те, которые укажут на успешность или ошибочность тех или иных предсказаний.

В 1955 г. TWA – авиакомпания, принадлежащая Говарду Хьюзу, – отказалась покупать новый реактивный самолет, который спустя три года произвел революцию в области пассажирских перевозок. «Президент TWA Ральф Деймон известен своим предсказанием о том, что век реактивной авиации не настолько близок, как склонны думать покупатели реактивных самолетов, – писала в то время New York Times. – В мире есть лишь несколько аэропортов с достаточно протяженными и прочными взлетно-посадочными полосами, способными принять огромный самолет компании Douglas или Boeing, рассчитанный на 100 пассажиров… На усовершенствование взлетных полос придется потратить миллионы. Многие ли города решатся на такие вложения?»

TWA на тот момент было уже 30 лет. Они начали в 1920-е гг. (как Western Air Express) с восьмичасовых полетов из Солт-Лейк-Сити в Лос-Анджелес. Свой юбилей в 1955 г. компания отметила конкурсом, попросив пассажиров предсказать, какой будет коммерческая авиация еще через 30 лет.

Анкеты для участия в конкурсе пассажиры винтовых самолетов TWA находили в карманах кресел перед собой. Был предложен приз в $50 000, который обещали выплатить в 1985 г. К 1985 г. пассажиры пророчили самолеты, развивающие скорость до 40 000 км/ч; отели с ракетными двигателями; самолеты, защищенные от аварий; летающие такси; передвижные дома-вертолеты, аналогичные домам на колесах; а также предсказывали полное отсутствие авиации ввиду того, что на Земле не будет людей, только обезьяны. Или что нам не понадобятся самолеты, потому что мы будем жить на других планетах с меньшей силой тяготения, где сможем летать и без них.

Спустя 30 лет, в 1985 г., TWA извлекла эти анкеты из хранилища в Канзас-Сити, отсеяла самые безумные предсказания, а остальные передала троим судьям, одним из которых был астронавт Пит Конрад, побывавший на Луне в 1969 г. Победительница конкурса, проведенного еще до эры реактивной авиации, безошибочно описала состояние авиации 1980-х гг., в том числе и ее использование.

«Коммерческие самолеты, – писала она, – будут совершать рейсы протяженностью до 8000 км на скорости около 1000 км/ч. Они будут приводиться в движение двухконтурными реактивными двигателями, поскольку атомная энергия вряд ли будет доступна коммерческой авиации в 1985 г. … Пассажирские самолеты дальнего следования будут вмещать около 300 человек, а грузовые будут перевозить до 100 т полезного груза»[2].

Авиакомпания нашла победительницу, Хелен Томас, в Кембридже, Массачусетс, по тому же адресу, который она указала в анкете. Ей было 80 лет, она уволилась с должности редактора исследовательских публикаций издательства Массачусетского технологического института (MIT) и совершенно не помнила о своем участии в конкурсе. Представителям авиакомпании понадобилось некоторое время, чтобы убедить ее в своей серьезности и вручить ей чек на $50 000.

Что же такое было у Хелен Томас, чего не хватало президенту TWA Ральфу Деймону и остальным конкурсантам, когда они всматривались в будущее?

Прежде всего, Томас не была материально заинтересована в том или ином исходе. Она могла взглянуть на состояние общества и технологий без лишних эмоций. Также она, скорее всего, была весьма умна и решительна, будучи первой в США женщиной, получившей степень доктора философии в своей области – истории науки. Благодаря такому образованию она, должно быть, хорошо понимала то, каким образом открытия развиваются с течением времени. Кроме того, она писала об авиации, изучала ее и поэтому знала о турбореактивном двухконтурном двигателе, существовавшем тогда еще только в виде чертежей, и знала, что он, скорее всего, будет применяться.

На самом деле она выиграла благодаря тому, что просто посмотрела на существующие технологии, представила себе, как они, скорее всего, будут развиваться, и добавила те нововведения, которые уже почти стали реальностью. Не забыла она и об экономике – критическом человеческом факторе: что нужно людям и за что они готовы платить. Например, она предсказала, что новые аэропорты будут строиться вдали от городов и что предприниматель, который спешит успеть с самолета на встречу, будет пользоваться вертолетом. «Пациент, нуждающийся в срочной медицинской помощи, сможет приземлиться на крышу госпиталя», – писала она.

Передовица New York Times в 1986 г. дополнила предсказание Томас высмеиванием другого участника конкурса, который предвещал появление космических туристов. Он ошибся со своим предсказанием на 30 лет[3]; люди уже полетели в качестве туристов в космос, и их количество будет постоянно расти.

Times также подчеркнула важность свободного предпринимательства для технологического прогресса. Благодаря дерегулированию авиалиний за 30 лет с 1955 по 1986 г. стоимость полета с Восточного побережья США на Западное поднялась с $99 всего до $129. Еще 30 лет спустя, на момент написания этой книги, тот же билет в один конец на сайте туристического онлайн-агентства Travelocity стоит $135. С учетом инфляции с 1955 г. стоимость упала на 85 %.

За те же 30 лет совершенствования авиации телефоны почти не изменились. У многих дома по-прежнему был телефон с дисковым номеронабирателем, изобретенный в 1890 г. Но дерегулирование телефонии произошло только в 1986 г., что навело Times на мысль написать в передовице: «Давайте проведем конкурс предсказаний качества телефонного обслуживания в 2016 г.»

За те же самые 30 лет телефоны изменились куда сильнее самолетов. Никто, кроме разве что писателей-фантастов, не предполагал, что мы будем носить в кармане устройства с такими вычислительными мощностями и возможностями по сбору данных. Рынок предоставил возможности энтузиастам, влил огромное количество ресурсов в инновации, и мы вступили в новый мир. Технологическая возможность была порогом, а силу его перешагнуть нам дало желание получить то, что технология обещала, а также готовность платить за это.

Изменениям в технологических областях свойственны определенные закономерности. Крупные революции вроде изобретения телефона или реактивного двигателя происходят стремительно, затем следует длительный период постепенного совершенствования, после чего случается новая революция. Те самолеты, на которых мы летаем сегодня, во многом похожи на первые успешные пассажирские реактивные самолеты. Они крупнее, тише и эффективнее, но у них куда больше общего с самолетами 1960-х гг., чем у самолетов 1960-х гг. с самолетами 1955 г. Точно так же телефоны медленно совершенствовались почти столетие, пока разом не превратились в нечто совершенно новое.

Вероятно, не случайно 30 лет – это примерно тот срок, за который новое поколение, знакомое с технологией с детства, успевает вырасти и взяться за работу, способную эту технологию расшатать, и создать нечто принципиально новое. Молодежь обновляет мир, потому что еще не знает, что возможно, а что нет. Часы тикают, и поколение 2000-х покажет нам дорогу в космос.

Космическая эра достигла своего эпического триумфа за 12 лет, прошедших с запуска первого спутника – шарика на орбите с радио внутри – в 1957 г. до «Аполлона-11» и первых людей на Луне в 1969 г. Затем последовали 47 лет, за которые пилотируемые космические полеты мало изменились, а астронавты не забирались выше низкой околоземной орбиты. Подобное переживали и коммерческая авиация, и телефония. Но где же следующая революция?

Ракета «Сатурн-5», подобная тем, что доставляли астронавтов на Луну, лежит на боку в металлическом ангаре у ворот Космического центра имени Линдона Джонсона в Хьюстоне. За много лет погода потрепала ее, и реставраторы ее покрасили и убрали под крышу. Громада ракеты притягивает взгляд, подобно реликвии из эпохи гигантов; ее размеры кажутся невозможными, как руины римских построек, должно быть, казались невозможными жителям Средневековья. Дух захватывает, если представить, как эта ракета взмывала ввысь – 36 этажей высотой, выше статуи Свободы. Но еще удивительнее то, что NASA понадобилось всего 5 лет, чтобы довести «Сатурн-5» от замысла до успешного полета. Даже будь у него деньги, NASA больше не способно на такие стремительные инновации.

После более 40 лет на низкой околоземной орбите и без особых перемен в пилотируемых космических полетах другие планеты и звезды кажутся нам невозможно далекими и куда более недостижимыми, чем они казались не столь технически подкованным, но при этом более оптимистичным инженерам 1950-х гг. И все же привычки восприятия не должны ослеплять нас. Зарю технологической революции можно распознать задолго до ее появления. Это удалось Хелен Томас в 1955 г. Это удавалось группам известных ныне миллиардеров в эпоху развития интернета.

У каждого из нас есть внутренний измеритель правдоподобности, с которым мы сверяемся, прежде чем решить, верить чему-то или нет. Быть может, NASA и разучилось нас удивлять, но нельзя только поэтому впадать в неверие. Это будет ошибкой вроде той, которую совершил в 1955 г. президент TWA Ральф Деймон, сказав, что реактивные лайнеры не приживутся.

Все говорит о том, что открытый ум, сообразительность, осведомленность и непредвзятость позволят нам предугадать будущее космических полетов, исследований и колонизации.

Джордж Уайтсайдз, работа которого состоит в создании космической транспортной линии и получении прибыли за счет перевозки пассажиров и грузов, полагает, что сегодняшние обитатели Земли имеют такое же отношение к будущим космическим колонистам, какое имели первые азиаты, построившие тростниковые лодки, к сегодняшним обитателям островов Тихого океана. Мы знаем, что куда-то отправляемся, но нам непросто предугадать пункт назначения и маршрут. «Представьте, что вы выросли в африканском племени 200 000 лет назад и пытаетесь вообразить, как быстро человечество распространится по земному шару, располагая современными вам технологиями».

Эта оценка звучит пессимистично только до тех пор, пока вы не знаете, что Джордж купил пару билетов в космос по $200 000 у компании, которой он ныне руководит, всего через несколько месяцев после того, как первый опытный прототип, SpaceShipOne, выиграл технологический приз, вырвавшись за пределы атмосферы в 2004 г. Джордж умудряется сочетать идеализм с деловым реализмом. Интеллектуал Лиги Плюща[4], сын известного гарвардского химика и изобретателя, он – редкий пример инженера и энтузиаста.

Его босс – тоже энтузиаст. Британский миллиардер Ричард Брэнсон мечтал о собственной компании, занимающейся космическим туризмом, еще до того, как Берт Рутан запустил SpaceShipOne. Он зарегистрировал название Virgin Galactic (сходное с именем его авиакомпании Virgin и собственной звукозаписывающей компании) задолго до того, как мог появиться какой-либо летательный аппарат, способный поднять платежеспособных пассажиров, и годами исследовал неправдоподобные идеи доморощенных изобретателей в поисках достойного приобретения. Рутана спонсировал Пол Аллен, миллиардер из Microsoft, вложивший десятки миллионов в программу Института SETI по поиску радиосигналов внеземных цивилизаций.

Необходимость в недорогом многоразовом космическом транспорте была очевидным следующим шагом на протяжении 40 лет, со времени появления замысла космического челнока (Space Shuttle или просто шаттл). Недорогой космический челнок дал бы возможность строить в космосе крупные объекты, в том числе массивные корабли, предназначенные для полетов к другим планетам, а также вести экономически эффективный бизнес, невообразимый раньше. В 1972 г. NASA «продало» конгрессу шаттл, утверждая, что он будет совершать до 50 полетов в год при стоимости полезной нагрузки менее $200 за 1 кг и предсказывая 10 % дохода от инвестиций. К моменту завершения программы в 2011 г., NASA потратило $192 млрд на 133 успешных полета при стоимости полезной нагрузки около $30 000 за 1 кг (если предполагать, что каждый шаттл был загружен полностью).

Другой путь стал очевиден, когда появилось немало миллиардеров среди поколения бэби-бумеров, выросшего на оптимизме и научной фантастике 1960-х и 1970-х гг. Премия X-Prize фонда Ansari размером в $10 млн, увлекшая Рутана, была учреждена американкой иранского происхождения, владеющей бизнесом в области телекоммуникаций, которая позже отдала порядка $20 млн за место в российской ракете, летящей на Международную космическую станцию (МКС). Премия предназначалась создателям первого летательного аппарата с частным финансированием, способного поднять трех человек, включая пилота, на высоту 100 км, чуть дальше пределов атмосферы, и повторить этот подвиг в двухнедельный срок.

Хрупкий SpaceShipOne, крохотный, размером с пикап, был доставлен к точке старта на высоте 14 км самолетом-носителем WhiteKnightOne. Он не выглядел соперником громаде спейс-шаттла и не выходил на орбиту. Но и общая стоимость проекта составила всего около $27 млн. NASA отдает $70 млн за каждого астронавта, доставленного на космическую станцию российской ракетой. Заполучив приз и продав технологию Брэнсону, Аллен даже остался в выигрыше. Экономическая выгода вдруг представилась реальностью.

Брэнсон тут же начал продавать билеты, предсказывая, что сможет доставлять пассажиров в космос на более крупном SpaceShipTwo начиная с 2007 г. С тех пор он обновлял свой прогноз много раз. Его компания Virgin Galactic продала более 700 билетов общей стоимостью свыше $140 млн звездам кино и прочей богатой публике. Но траты компании оказались куда больше. Сейчас места продают по $250 000 вместо $200 000 якобы из-за инфляции за прошедшее с начала продаж десятилетие.

Уайтсайдз стал исполнительным директором Virgin Galactic в 2010 г., пробыв менее двух лет на посту главы аппарата директора NASA, который он занял благодаря участию в избирательной кампании Обамы в 2008 г. и в переходной команде новоизбранного президента. Он из того сорта людей, что вселяют уверенность после многолетних отсрочек и неудач, вроде взрыва при испытании топлива, погубившего троих работников компании Рутана, Scaled Composites, в 2007 г., и крушения во время испытательного полета в 2014 г., когда был потерян воздушно-космический самолет и погиб пилот компании Scaled Composites. Уайтсайдз обладает обаянием человека, всегда выражающегося точно, но легкого и умеющего говорить на непростые темы. Он придает деловую четкость операции, напоминающей о временах Китти-Хока[5].

Virgin Galactic располагается в выцветших на солнце металлических строениях у взлетно-посадочной полосы в пустыне, в 160 км к северо-востоку от Лос-Анджелеса. Именно у этой полосы времен Второй мировой войны рядом с умирающим городком Мохаве, выросшим вокруг золотодобывающих шахт, несколько десятилетий назад Рутан нашел дешевые ангары и занялся изобретением самолетов, в том числе «Вояджера», облетевшего вокруг света в 1986 г. В плоской как стол долине Антилопы этот городок вырастает у шоссе, как другие города пустыни, – будто в случайном месте: людей почти не видать, усталые здания молят о пощаде палящее солнце. В таком бесплодном пейзаже все выглядит как бы выставленным напоказ – флот удалившихся от дел и законсервированных реактивных пассажирских самолетов, лес ветряков огромной фермы альтернативной электроэнергии и зверинец экспериментальных летательных аппаратов, похожих на брошенные кем-то игрушки.

С появлением Scaled Composites Рутана аэро- и космопорт Мохаве стал центром частных космических инноваций США. Здесь, в зоне ограничения воздушных полетов, инженеры множества компаний работают в ангарах, часть из которых снабжена вертикальными дверями для выкатывания ракет: вокруг простор, над головой ясное небо, и нет посторонних глаз. Техники (руки – в машинном масле) встречаются за завтраком в старомодной аэропортовской столовой посреди аэрокосмических памятников. Здесь больше негде собираться и почти нечем заняться помимо работы.

Но если вы любите конструировать самолеты, как юный инженер Ребекка Колби, встреченная нами в комнате отдыха Virgin Galactic, то лучшего места на свете не найти. Она долгое время заставляла летать всякие штуки в MIT, а сейчас, отдыха ради, учится летать сама. Утро того дня, на который была назначена наша встреча, она провела за компьютерным моделированием изменений в устройстве самолета-носителя WhiteKnightTwo, который будет доставлять космический корабль Virgin Galactic на высоту запуска – 15 км. Еще она моделировала траекторию самого SpaceShipTwo, определяя наилучший угол его запуска с носителя.

Это первая работа Колби вне стен колледжа. Хотя она знала, что будет здорово заниматься конструированием космического корабля, билеты на который проданы Леонардо Ди Каприо, Анджелине Джоли и другим знаменитостям, ей не с чем это сравнить. И не только ей – никому. В этой работе все ново.

«Не то чтобы я не знала, что делаю, потому что молода, – говорит она, – просто пока не существует общепринятого способа это делать».

Культура новизны, азарта и обыкновение доводить дело до конца, свойственные коммерческой космической индустрии, помогли Джорджу Уайтсайдзу поверить в то, что он пытался сделать. В NASA он был в самых верхах организации более чем из 15 000 сотрудников, работающих над разными проектами, но лишенных ясного понимания того, куда они двигаются и зачем. Здесь у него команда из сотен человек, но каждый был предан делу запуска SpaceShipTwo в космос.

Джордж думает, что метод программы «Аполлон» – вливание огромных средств в единственную цель на протяжении многих лет – больше не сработает, и не важно, идет ли речь о полете на Марс или о чем-то другом. Политические лидеры не терпят риска и лишены настойчивости. Делать сложную машину одноразового использования, безопасную по современным стандартам, – слишком дорого. С завершением огромного проекта останавливается и прогресс. Большие централизованные проекты дают меньший рост, чем маленькие стремительные прорывы, распределенные между многочисленными конкурирующими и сотрудничающими проектами, каждый из которых волен развивать лучшие из собственных идей.

«Я могу принять техническое решение по какому-то вопросу, и так оно и будет, – говорит Джордж. – Здесь люди понимают цель и путь к ее достижению. NASA – совсем другой “зверь”. Это организация, располагающая потоком финансирования, который не иссякнет никогда».

Уайтсайдз привычно идет через ангар, в котором располагаются WhiteKnightTwo и SpaceShipTwo, во всем похожий на любой другой производственный цех, за исключением ярко-белого самолета с утонченными крыльями размахом 43 м – шире, чем у «Боинга-737». WhiteKnight – замечательный самолет с высокими полетными качествами. Он двухфюзеляжный, как катамаран, у него 4 больших реактивных двигателя, при этом он сделан из сверхлегкого композитного материала. По словам Джорджа, этот самолет способен подняться на высоту 15 км с двигателями в режиме малого газа. WhiteKnightTwo может закладывать вираж с перегрузкой 6 g, а также способен лететь по параболе – прочертить большую дугу в небе, создавая невесомость в кабине.

Эти мощность, сила и малый вес нужны, чтобы поднять на высоту запуска 13 600 кг корабля SpaceShipTwo, подвешенного между фюзеляжами. Это космоплан длиной 18 м, управляемый двумя пилотами, с шестью пассажирскими местами. По диаметру он похож на бизнес-джет, но в нем нет пола. Вместо этого весь внутренний объем цилиндра отведен для игр пассажиров во время нескольких минут невесомости. Большими нововведениями Рутана были форма аппарата и его аэродинамические поверхности, позволяющие возвращаться в атмосферу подобно воланчику, без риска перегрева. Две балки с хвостовым оперением большой площади поворачиваются в положение, перпендикулярное направлению полета, стабилизируя и тормозя космоплан. После возвращения в атмосферу на высоте около 21 км хвостовая секция, именуемая «перо», поворачивается назад и превращается в крыло для планирующего полета к посадочной полосе.

SpaceShipTwo предназначен для полета в космос на скорости 4000 км/ч, но не для выхода на орбиту. Он стремительно прочерчивает дугу в небесах и возвращается на Землю через полтора часа после взлета под крылом самолета-носителя.

Первые пилотируемые испытательные полеты с включением двигателя были проведены в начале 2014 г., но многое еще предстояло изменить. Так, Virgin Galactic перешла на другое топливо для ракетного двигателя SpaceShipTwo в мае 2014 г. Осенью того же года она в очередной раз нарушила обещанную дату первого полета с пассажирами.

А потом в канун Дня Всех Святых произошла авария во время испытательного полета космоплана, который проводился компанией Scaled Composites, уже принадлежащей фирме Northrop Grumman (Рутан уволился в 2011 г.). Второй пилот потянул рычаг замка хвостового оперения не вовремя – раньше положенного примерно на 14 секунд, когда космоплан еще только набирал сверхзвуковую скорость. Оперение начало поворачиваться, и космоплан разорвало на части. Пилота вышвырнуло из кабины, и он спустился на землю на парашюте, травмированный, но живой. Второй пилот погиб. Его тело было обнаружено среди обломков.

В ходе расследования Национальный совет по безопасности на транспорте пришел к выводу, что авария произошла из-за человеческой ошибки, но обвинила Scaled Composites в отсутствии достаточной защиты от такой ошибки. Авария произошла по причине человеческого фактора, а не из-за изъяна конструкции, и, видимо, поэтому владельцы билетов отнеслись к ней с пониманием. Лишь немногие попросили вернуть им деньги.

Мы видели обреченный корабль в ангаре Virgin Galactic за несколько месяцев до его крушения. Поодаль от готового самолета и космоплана пара человек в футболках собирали новую копию корабля под звуки альбома U2 «Joshua Tree». Поперек металлических форм лежали листы свежего композитного материала, которым предстояло стать новыми деталями крыльев и фюзеляжа.

Virgin Galactic уже получила право собственности на эти аппараты и сама их собирает. Она планирует построить пять экземпляров. Уайтсайдз говорит, что, когда будет летать SpaceShipTwo, компанию будет ограничивать количество мест, а не недостаток спроса.

Прогноз о том, когда это случится, оказался ошибочным, но то, что Virgin Galactic будет зарабатывать, катая пассажиров в космос, в целом все же кажется точным. Уайтсайдз, основываясь на собственном исследовании рынка, говорит, что такой полет по карману миллионам землян. Virgin Galactic сможет зарабатывать деньги, покуда полет на ее космическом корабле воспринимается как что-то классное и безопасное. Это развлекательный бизнес. Необходимости в таких полетах ни у кого нет[6].

Большую часть своей карьеры Джордж занимался маркетингом и популяризацией космоса, а не наукой. Он помог сдвинуться с мертвой точки компании Zero Gravity Corporation, более 10 лет бравшей пассажиров на параболический полет ради 30 секунд невесомости в мягком, без окон салоне переделанного «Боинга-727» (за 12 таких парабол можно набрать больше невесомости, чем на SpaceShipTwo). Это весело. Аманда несколько раз летала на аналогичной машине NASA, так называемой «рвотной комете», в интересах исследований, и ей это понравилось больше, чем кататься на водных лыжах, прыгать с парашютом и нырять с аквалангом. Прокатиться на коммерческой «рвотной комете» стоит $5000 с человека, но на них не раз устраивали свадебные вечеринки. В 2014 г. в салоне этого аппарата парила Кейт Аптон, манекенщица журнала Sports Illustrated, демонстрирующая модели купальных костюмов и поддерживаемая в невесомости за топ ее крохотного бикини.

Космический туристический бизнес временами выглядит карнавально. Будучи главой Национального космического общества, Джордж заигрывал с его безумными фракциями, устраивая ежегодно конференцию, которая привлекала некоторое количество серьезных ученых и немало людей эксцентричных (у Аманды есть фото посетителя в жилете с надписью «Лунный город или ничего!»). Веб-сайт Virgin Galactic завлекает покупателей возможностью провести время с Брэнсоном на его собственном острове в Карибском море. Этого требует бизнес. Выстреливать звездами кино в космос – пожалуй, ловкий способ заработать деньги на этой технологии, а парящие в невесомости невесты и модели привлекают внимание. Сам Джордж говорит, что, покупая билеты Virgin Galactic в 2004 г., он собирался слетать в космос со своей женой Лореттой на медовый месяц (она все еще работает в Zero Gravity и по-прежнему его жена).

Но весь этот гламур – всего лишь средство достижения цели. Используя поначалу космический туризм, Virgin Galactic разрабатывает LauncherOne – носитель воздушного старта для вывода спутников на орбиту. Следующим шагом могут стать орбитальные пассажирские корабли или создание транспорта для перевозки пассажиров и груза по всему миру через космос на сверхвысоких скоростях.

«Пока что перевозки от точки к точке выглядят наиболее крупным перспективным рынком технологий космических перевозок, поэтому они, скорее всего, окажутся сильнейшим экономическим фактором, снижающим цену отдельного полета, – говорит Джордж. – Именно поэтому я присоединился к Virgin Galactic. Потому что, я думаю, туризм будет первым большим шагом на этом огромном пути».

Уайтсайдз думает о рынке, предлагающем сближение городов в разных концах Земли до однодневного перелета. Для тех, кто сможет позволить себе такую поездку, планета вдруг станет куда меньше. Такой огромный рынок дал бы устойчивый поток средств для следующего этапа развития технологии. Если он прав, то момент, когда Virgin Galactic начнет катать пассажиров в космос, будет похожим на тот день, когда компьютеры попали из лабораторий в дома обычных людей. Сначала они были диковинками и игрушками, и люди обсуждали, как можно их использовать для хранения рецептов. Но, когда они стали предметом повседневного использования, их мощность начала расти, а цена – падать по экспоненте.

Джордж говорит, что физических ограничений нет, а есть только технические и экономические. Цена билета определяется в основном стоимостью машины, разделенной на число мест и на количество полетов, а не стоимостью топлива и зарплатой пилота. По оценкам Джорджа, с переходом от шаттла NASA к космическому кораблю «Дрэгон» (Dragon) компании SpaceX Илона Маска стоимость подъема одного человека на орбиту снижается на порядок – от более $100 млн до примерно $10 млн. Virgin Galactic в суборбитальных полетах намерена уменьшить эту величину еще на два порядка, вплоть до $250 000. По ожиданиям Уайтсайдза, еще через десять лет цена полета в космос снизится до $10 000 или ниже.

Когда будет возможным отправить человека в космос за $10 000, сразу произойдет много чего еще.

* * *

Зачастую ученые, работающие в области космонавтики, избегают прогнозировать дальше, чем на один технологический шаг. Разговор в профессиональном кругу на тему отправки людей для постоянной жизни за пределами Земли может оказаться неприличным. Ученые из NASA избегают далеко идущих идей, выдвигаемых энтузиастами – любителями космоса, даже если речь идет о чем-то захватывающем. Само слово «колония» недолюбливают (вместо него можно говорить «место обитания»). Такая осторожность вполне понятна. Встречи любителей космоса, на которых выступления, близкие к действительности, перемежаются сессиями о психических путешествиях и прочим в таком роде, обычно больше напоминают конвенции любителей фантастики, чем почтенные научные собрания. СМИ обычно не разбираются, где безумная идея, а где реалистичный проект; планетологи же берегут свою репутацию, обходя подобные сборища стороной.

Некоторые инженеры и ученые избегают риска выглядеть странными с помощью стратегии, которой пользуются школьники младших классов: они не выставляют напоказ свое воображение. Поэтому в научной литературе с 1970-х гг. почти не поднимаются темы космических сообществ и искусственной силы тяжести. Любители цитируют те немногие уважаемые книги и статьи, которые все-таки есть, подобно тому как авторы фанфиков[7] основываются на первоначальных фильмах о «Звездных войнах» (Star Wars).

Но NASA нуждается в цели. Сосредоточение на идее создания колонии на другой планете могла бы положительно сказаться на более близких по срокам миссиях. (Вот мы и осмелились сказать «колония»!) История NASA, всегда думающей только о текущей миссии, не раз приводила к замедлению работы после каждого успеха, поскольку имеющееся узкоспециальное оборудование нельзя использовать в следующем проекте. Даже воображаемая космическая колония через десятилетия от нас стала бы целью, путеводной звездой, помогающей выстроить проектные проработки в интересах будущего. Успешно справиться с кратким посещением обитаемого модуля на Марсе недостаточно. Кроме того, долгосрочная перспектива – лучший способ подготовиться к сложностям предстоящей колонизации космоса. Задачи можно решать поочередно во время миссий на Марс, на Луну и даже на МКС. Руководящим принципом было бы создание средств и возможностей для дальних и продолжительных космических путешествий и для длительного обитания в космосе.

Но зачем вообще строить космическую колонию? Она может никогда не понадобиться. Исследование, разведка – да. Даже временные базы на других планетах. Но зачем отправлять людей жить где-то еще? Земля – чудесное место. Здесь можно жить без технологий вообще, хотя бы в некоторых местах. В солнечных местах, где полно фруктов и рыбы, людям незачем уходить из Эдема. Худшее место на Земле прекрасней самого лучшего из мест на других планетах, спутниках и астероидах нашей Солнечной системы. Даже в Антарктике атмосфера пригодна для дыхания и защищает от вредного солнечного и космического излучения, а поле тяготения именно такое, к какому приспособлено человеческое тело.

Но люди не всегда стремились в безопасные места.

Для древних переселенцев, которые полагались во время своих путешествий на собственноручно собранную пищу и построенные укрытия, холодная Арктика была таким же враждебным местом, как для нас – Марс. Мы можем оставаться на Земле и дышать ее атмосферным воздухом, а люди прошлого могли бы остаться малыми племенными группами в Африке и собирать фрукты. Но случилось по-другому. Сегодня каждый пользуется технологиями, и так было почти всегда. Рядом с древними останками обычно обнаруживаются камни, применявшиеся в качестве инструментов и оружия, – технология того времени. Когда древние люди научились делать какие-то вещи по-другому, они начали мигрировать из Африки в новые земли, ставшие доступными и пригодными к заселению благодаря новым технологиям.

Когда наши далекие предки изобрели лодки и мореходство, они отправились к неведомым островам в южной части Тихого океана и пересекли пространства, которые были для них такими же обширными и неизведанными, как для нас – Солнечная система. Преодолев огромные водные пространства, они достигли крохотных островов, которых могли и не найти и о существовании которых даже не знали. Они искали вслепую, не имея связи со своими близкими, в маленьких уязвимых перед штормом и недолговечных лодках. Некоторым как-то удалось выжить, найти землю, создать семьи и построить новые общества, которые процветали тысячи лет. Будет ли когда-нибудь миссия астронавтов столь же дерзкой и непредсказуемой, как поиск новых земель первыми народами Тихого океана?

На севере технология шитья теплой одежды и обуви позволила людям заселить ужасно холодную Арктику. Они кочевали среди плавучих льдов и в промерзшей тундре, а удовлетворение любой их нужды зависело от успешности охоты; они строили себе дома в самых неприютных уголках земли и отапливали их тюленьим жиром, что было достаточно для того, чтобы обходиться в них без одежды, – подобно астронавтам, надевающим скафандры для работы в открытом космосе и раздевающимся до легкой одежды внутри космической станции. Инуиты выкапывали себе жилище в мерзлой земле инструментами ручного изготовления, а его крышу, сделанную из дерна, подпирали ребрами 18-тонных китов, убитых копьями и вытащенных на берег океана с помощью веревки из шкуры моржа. Придется ли современному обществу заплатить такую же цену за космическое жилище, какую заплатили инуиты за деревню?

Если мы расселимся за пределы Земли, то, скорее всего, на это будут причины, подобные тем, по которым наши предки расселялись по этой планете. Археологические находки в Арктике указывают на то, что ухудшение климата привело к появлению новых технологий, позволивших группе, известной как народ туле, истребить более ранние культуры и за несколько поколений расселиться из Сибири на восток до Гренландии. Вероятно, эволюция и расселение человечества на протяжении последней четверти миллиона лет во многом были обусловлены быстрым изменением климатических условий и ростом населения.

Мы не покорили климат. Погода по-прежнему способна сделать человечество ничтожным. Однако антропогенные выбросы углекислого газа заложили фундамент климатических изменений, создали дефицит продовольствия и привели к конфликтам, превосходящим все, что вынуждало наш вид мигрировать прежде.

Гораздо проще и дешевле было бы защитить Землю, чем переезжать на другую планету. Но никто на Земле не обладает властью принимать такие решения. Отдельные нации и даже богачи могут двигать вперед индустрию космических путешествий, но, чтобы остановить выбросы углекислого газа, необходимо сотрудничество всего вида.

Допустим, человечество не изменит своего поведения. Что будет дальше? Этим вопросом мы и руководствовались, упражняясь в создании нашего сценария колонизации космоса, рискуя ставить даже те неудобные вопросы, которых многие ученые избегают. Будь у нас выбор, мы бы, конечно, первым делом спасли эту планету. Но на тот случай, если человечество этого не сделает, мы осмелились рассмотреть возможность новой миграции.

В данной книге сценарий будущего очерчивает наше видение возможного развития этого пути. Мы не будем уточнять каждую деталь и дату. История всегда полна случайностей. Но мы составили цепь прогнозов, в достаточной степени соответствующих фактам и нашим предположениям, которые, как мы считаем, покажутся убедительными непредубежденному человеку.

Вот наш сценарий.

Будущее

Когда-то компьютер превратился из огромного мейнфрейма, который могло себе позволить только правительство, в дешевый, мощный инструмент, доступный каждому. То же произошло и с космическими аппаратами – точно так же, как компьютеры изменили нашу жизнь, пассажирские космические аппараты открыли перед нами обширные возможности. Деньги хлынули в индустрию рекой.

Первые небольшие пассажирские космические аппараты были опасной забавой, но, когда они стали летать регулярно, отрасль утонула в инвестициях, как во времена бума доткомов. «Сжигая» деньги Уолл-стрит, ультракапитализированные компании соревновались в строительстве суборбитальных космопланов, способных добраться от одного города Земли до другого, из аэропорта в аэропорт, за несколько часов, а долететь с атлантического побережья США на тихоокеанское – за 90 минут. Авиалинии и новые космические линии заказывали подобные самолеты, оставляя в прошлом экстравагантные идеи компаний вроде Virgin Galactic об их строительстве и пилотировании собственными силами.

Поначалу такие полеты были крайней роскошью, признаком богатства и власти, как сегодняшние частные реактивные самолеты. Рэперы хвастали вечеринками в невесомости. Рынок стимулировали топ-менеджеры с их непомерными зарплатами. Учитывая дороговизну их времени, оказывалось выгодным воспользоваться самолетом, способным сделать совещание в любой точке мира делом одного дня. Когда так стали поступать отдельные корпоративные титаны, остальным пришлось последовать их примеру из соображений сохранения престижа. Из-за роста числа полетов и конкуренции цены падали, пока полет в отпуск на космическом самолете не стал доступен даже обеспеченной части среднего класса.

По мере роста материального неравенства, пока богатые становились богаче, целый класс перестал рассматривать возможность поездки за океан или от одного побережья США до другого на обычном реактивном самолете. Насладившись однажды скоростью и удобством космического самолета, нельзя было даже помыслить о том, чтобы потратить утомительный день в кресле первоклассного атмосферного самолета, просто чтобы добраться до другого материка. Космический самолет стал нормой, а не роскошью. Базис потребностей изменился.

Путешествующие реактивными самолетами стали считаться низшим слоем общества, аэропорты с их толпами жуликоватых бездельников и грязными коврами стали считаться старомодными, как автостанции сегодня, а коммерсантов и состоятельных отдыхающих ожидали лощеные новые корпуса и скоростной суборбитальный рейс. Нью-йоркский банкир мог вылететь в 4 часа дня в Шанхай, прибыть туда к 7 утра ради часового совещания и вернуться домой к 11 вечера того же дня. Пара могла сбежать из дождливого Лондона на романтический уикенд на австралийском пляже.

Перелет на космоплане обычно был связан с длительным периодом невесомости, вызывающей у некоторых пассажиров тошноту, и с использованием пугающего вакуумного туалета. Путешественники, обеспокоенные вопросом пользования туалетом, могли для уверенности пройти часовой предполетный курс с выдачей сертификата. Во время инструктажа наряду с обычными предупреждениями бортпроводник объяснял и порядок пользования «рвотными» вакуумными пакетами и рекомендовал посетить туалет до расстыковки с самолетом-носителем.

При отстыковке пассажиров предупреждали о необходимости придерживать очки, планшеты и прочие незакрепленные предметы, но бывалый путешественник не обращал на это внимания – все его вещи уже были зафиксированы. Брать во время полета еду и напитки вряд ли имело смысл, хотя проплывающий по салону бортпроводник, держась за поручни, интересовался у пассажиров, не желают ли они чего-нибудь.

Индустрия космических линий произвела на свет новых миллиардеров. Инвесторы пытались предугадать следующий шаг космических технологий, чтобы сделать следующую ставку. Венчурные капиталисты стали рассматривать возможность колонизации космоса.

Мировой экономический бум, который породил субботние полеты за пределы стратосферы, также привел к увеличению выбросов углекислого газа, что повлекло потепление климата. Технологии значительно сократили количество углерода, необходимое для движения машин и самолетов, генерации электричества и производства продукции, но богатство мирового населения увеличивалось, а значит, люди больше ездили и летали, пользовались электричеством и ходили по магазинам, так что общий объем выбросов продолжал расти.

Перемены климата были видны невооруженным глазом: гигантские штормы и аномальная жара все чаще мешали командировкам и ведению бизнеса. В вестернизированных странах наносимый частной недвижимости ущерб уже не поддавался легкому восстановлению, и часть прибрежных поселений была заброшена, когда правительства отказались платить за их сохранение. Штормы стали слишком часты для того, чтобы продолжать спасать владельцев этой земли. Города увидели надвигающуюся борьбу за существование и начали строительство волноотбойных стен. Богачи стали строить дома в глубине материка, устойчивые к стихийным бедствиям и защищенные от возможных политических волнений.

В менее развитых странах проблем было куда больше. Рассказы в новостях о поднимающемся уровне моря, пересыхающих реках, урожаях, погибающих от жары, и разрушительных штормах соседствовали со знакомыми нам историями об экстремизме и гражданских войнах. Голод, эпидемии и миграции населения стали слишком частыми для того, чтобы их можно было смягчить международной помощью. Гуманитарные усилия не могли сдержать эту волну. Вместо этого специалисты по планированию национальной безопасности стали развивать политику сдерживания. Отмечая взаимосвязанность климатических проблем, политической нестабильности и насилия, они искали способы удерживать на месте население кризисных районов, чтобы не допустить распространения заразной воинственности.

Богатым людям, живущим в защищенных от непогоды домах и отгородившимся стенами от политических беспорядков, отбытие с Земли стало казаться если и не необходимым, то, определенно, возможным решением. Работа над созданием космической колонии позволяла подстраховаться от любого возможного поворота событий.

Настоящее

Наверное, точно предсказать погоду более чем на две недели вперед невозможно, невзирая на значительно возросшую мощность компьютеров и большое количество метеорологических датчиков. Естественным системам свойственна слишком большая хаотичность. В процессе сложного взаимодействия атмосферы, литосферы и гидросферы крохотные, незаметные изменения взрываются значительными переменами погоды. И хотя теоретически можно описать, как взмах крыла бабочки приводит к урагану, никогда не скажешь заранее, какой именно взмах к этому приведет.

Человеческие существа сложнее погоды. И хотя мы думаем, что знаем себя, и немало времени проводим, слушая предсказания экспертов о том, что произойдет в экономике, политике или спорте, нам все же хватает сообразительности верить этим прогнозам только в отношении вероятных и близких событий. Мы создаем гигантские системы принуждения, чтобы сделать поведение людей предсказуемым: например, чтобы быть абсолютно уверенными в том, что ежемесячные ипотечные платежи будут поступать без задержек. И все же миллионы не выполняют своих обязательств, и в 2008 г. вся экономика рухнула из-за ошибочности прогнозов о погашении ипотечного долга. Даже самые крупные события – вне рамок наших прогностических способностей. Социологи и политики были шокированы падением Берлинской стены и крахом коммунизма в 1989 г.

Если предсказания погоды и человеческого поведения так неточны, как же мы пользуемся ими, создавая сценарий колонизации космоса? Главным образом мы следовали примеру Хелен Томас, точно предсказавшей будущее авиации в конкурсе, проведенном TWA в 1955 г.

Сначала мы берем сегодняшние тенденции и проецируем их в будущее. Такой подход к прогнозированию не всегда работает, и мы полагаем, что он ошибочен и в отношении климатических изменений. Мы надеемся, что мир образумится и займется срочным осуществлением программы сокращения углеродных выбросов. Сейчас, судя по всему, этого почти не происходит, и если так пойдет и дальше, то выбросы скоро приведут к экстремальным событиям в некоторых регионах, которые могут серьезно нарушить течение жизни и экономики; некоторые считают, что этот момент уже наступил.

В отношении космической индустрии эта стратегия дает предположение о будущем расцвете тех технологий, которые сейчас только появляются на горизонте. Опять же, возможно, мы ошибаемся. Может быть, развитие коммерческой космической индустрии замедлится из-за трагической аварии или мирового экономического кризиса. Но даже если предпринимательский дух США в отношении космоса упадет, другие нации, более терпимые к риску, в итоге не упустят этих возможностей. И если не рассматривать возможность катастрофы, которая сметет с лица земли места сосредоточения наших богатств и технологических достижений, появление нового, не очень дорогого космического корабля кажется вполне вероятным.

Далее, подобно Томас, мы стараемся ничего не усложнять. Она не предполагала сложной цепи событий. Ее прогноз был основан на ожидании, что большинство людей просто будут действовать осмысленно. Бритва Оккама – это правило ведения рассуждения, гласящее, что любому явлению следует искать простейшее объяснение. Она помогает ученым и журналистам избегать неприятностей.

Умному человеку легко сбиться с верного пути, забыв о том, что обычно случается наиболее очевидное. Предсказания климатических изменений – важный тому пример. Берт Рутан – человек, несомненно, очень умный – заявлял, что научная дисциплина, обосновывающая антропогенный характер изменения климата, представляет собой заговор, имеющий целью дать больше власти правительству. Но физический механизм, благодаря которому выбросы углекислого газа человечеством нагревают атмосферу, не вызывает никаких сомнений[8]. С другой стороны, потребуется очень сложная теория, чтобы объяснить противодействующую физическую систему, а сверх того – объяснить, кто заставил все крупные научные сообщества скрывать истину. В простом объяснении больше смысла: ученые мира, изучая этот вопрос, пришли к одинаковому выводу, потому что он более всего соответствует наблюдениям.

Удачные прогнозы обычно избегают излишней конкретики. Хелен Томас не пыталась предсказывать конкретные модели самолетов за 30 лет до их появления. Она указала общие технические параметры. Климатология работает точно так же. Хотя погоду нельзя предсказать более чем на две недели вперед, возможно прогнозировать средние климатические значения.

Мы можем с уверенностью предсказать, что на Гавайях всегда будет в среднем теплее, чем на Аляске, хотя, возможно, в какие-то дни где-то на Аляске будет теплее, чем где-то на Гавайях. Климатологи смотрят на общую картину климатических сил, учитывают известные изменения и предсказывают общие тенденции. Это работает. Предсказания глобального потепления с помощью первой, очень простой компьютерной модели климата спустя 50 лет оказались вполне точными.

Мы позволяем себе небольшую поэтическую вольность, иллюстрируя некоторые идеи причудливыми подробностями, но сохраняем обобщенный характер повествования. Мы не говорим, когда именно произойдут эти изменения. Мы не предсказываем конкретные события. Подробности призваны проиллюстрировать общие закономерности, развитие которых нам видится в будущем. Основой нашего сценария являются общие идеи: полет в космос станет дешевым и доступным, жизнь на Земле станет трудной и страшной, и эти тенденции вызовут агрессивное, но беспорядочное движение к колонизации другого мира.

Так думаем не только мы. В 2013 г. Национальная академия наук США объединила ученых и сотрудников разведки в попытке предсказать, какое давление климатические изменения окажут на политические системы и какие конфликты они могут вызвать. Было отмечено, что конфликт уже разворачивается вокруг дефицита, связанного с климатом, например между Пакистаном и Индией. У обеих этих стран есть ядерное оружие, и обе они зависят от реки Инд, на которой участились наводнения и которая может пересохнуть с исчезновением гималайских ледников.

Выработано и общее мнение экспертов касательно будущего коммерческих космических полетов. Люди вкладывают в это деньги. Они верят, что энергичная, конкурентоспособная индустрия и очень умные люди, в ней занятые, могут создать то, что сегодня звучит как научная фантастика. Мы несколько раз становились свидетелями подобного в других отраслях. Капиталисты ставят на то, что это случится вновь и сделает космические полеты рутиной. Те, у кого воображение поживее, заглядывают дальше и задумываются о том, какие небесные тела они захотят посетить после произошедших перемен.

Мы соединили эти тенденции и задались вопросом: куда мы отправимся?

2. Внутренняя часть солнечной системы и проблемы NASA

Марк Робинсон работал над поиском на Луне таких мест, которые могли бы послужить человеку убежищем. В таких местах можно было бы справиться с проблемами радиации и микрометеоритов, доступа к воде и температурного режима, и они в принципе позволяли использовать надувной жилой модуль, чтобы создать дешевую лунную базу. Таковой в начале 2010 г. оставалась цель NASA. Только нельзя было говорить «база».

«Стратегия заключалась в том, чтобы построить, как говорили сначала, “базу”. Но это слово ассоциируется с военными и политически, и с точки зрения связей с общественностью. Поэтому всем приказали говорить “аванпост”, потому что говорить “колония” тоже было нельзя: сразу представляются маленькие детишки, бегающие кругом, школа, в которую они ходят, и прочее в таком духе. И, помнится, нельзя было произносить слова “постоянная” или даже “полупостоянная”».

В 2004 г. появился план по отправке астронавтов на Луну в качестве подготовки к путешествию на Марс. Эта программа Джорджа Буша-младшего получила название «Созвездие» (Constellation), и в ее рамках был запущен спутник Луны LRO – Лунный орбитальный разведчик. Марку нравился этот план. Будучи планетарным геологом из Университета штата Аризона и руководителем научной группы по камере этого космического аппарата, он видел смысл в том, чтобы создать средства и получить доступ к ресурсам Луны, в трех днях пути от нас, прежде чем отправляться в годовое путешествие на Марс.

Он и сам правильно подбирал слова. Он помнил, как прошлая миссия к Луне и Марсу, заявленная в 1989 г. президентом Джорджем Бушем-старшим, была отменена после многих лет работы и многих потраченных миллиардов[9]. Он не хотел, чтобы это произошло опять.

Робинсон и его коллеги обнаружили на Луне крутые провалы, своими отвесными стенами напомнившие ему выходы лавовых трубок на Земле. Он попросил команду Научного центра управления, работавшую с камерой аппарата на том же этаже, где находился его кабинет, попытаться взглянуть на поверхность не вертикально, а под углом. На получившихся очень четкими снимках он смог разглядеть, что над впадинами имеются скальные выступы, укрывающие их сверху. Все это очень напоминало входы в пещеры. Он не мог заглянуть в них достаточно глубоко для того, чтобы определить, продолжаются ли пещеры горизонтально под поверхностью, но такое предположение выглядело логичным.

Скальный потолок защитил бы астронавтов лучше, чем толща тяжелой брони, и обеспечил бы устойчивую температуру в тени, что упростило бы проектирование жилища. За ненадобностью дополнительной защиты крышу и стены можно сделать тонкими и легкими, что значительно сократило бы затраты на доставку укрытия с Земли. Такое снижение веса запускаемого груза позволило бы миссии сэкономить миллиарды.

Эти провалы также могли оказаться ключом к добыче воды на Луне. Лунная поверхность сухая. Палящее Солнце нагревает ее до температуры, при которой вода испаряется очень быстро. Но на Луну постоянно падают влажные объекты: богатые водой метеороиды, кометы и тому подобное. Кроме того, ее поверхность постоянно бомбардируется протонами солнечного ветра, способными синтезировать молекулы воды из элементов, содержащихся в лунных скалах и пыли. Часть воды, вероятно, попадает в вечную тень на дне провалов, где температура никогда не поднимается выше –233 °C, что всего на 40° С больше абсолютного нуля. Если это так, то она уже очень долго накапливается там в форме льда, так что даже при крохотном ежегодном отложении воды в итоге должен был сформироваться значительный ее запас.

Вода пригодна не только для питья. Это идеальный материал для защиты от радиации, а разделив ее на составляющие – водород и кислород, – воду можно использовать для производства воздуха, пригодного для дыхания, и энергии. Робинсон описал нам картину: астронавты живут в провалах или пещерах и выходят из укрытий в скафандрах, чтобы добывать воду, готовясь к отправке на Марс. При лунном тяготении, в 6 раз меньшем, чем земное, поднять воду и космические корабли с Луны и направить к Марсу будет относительно легко. В то же время астронавты научились бы продуктивно работать в чужом мире в неуклюжих скафандрах.

Неясно, могло ли все это сработать. Еще многое предстояло узнать, прежде чем составить подробный план. Но нехватка знания является частью проблемы. Люди не были на Луне с 1972 г. Астронавты «Аполлонов» провели за работой на поверхности Луны в общей сложности 3,4 суток за все 6 полетов и преодолели 95 км на луноходах, причем все это происходило около центра видимой стороны Луны. С тех пор люди не выбирались за пределы низкой околоземной орбиты. Когда Робинсон со своими коллегами обнаружил эти пещеры, его охватил радостный трепет первооткрывателя и волнительное предвкушение отправки на Луну новых зондов, а затем и астронавтов. У него была идея отправить в провал спускаемый аппарат, выпускающий в глубь пещеры мини-роботов.

Но президент Обама свернул программу «Созвездие» по возвращению на Луну. Лунный орбитальный разведчик LRO перестал быть авангардом исследования космоса человеком. Он передан в ведение Отделения планетологии NASA. Марк по-прежнему исследует лунную поверхность, но перед ним больше не стоит цель планирования пилотируемого полета.

Спустя почти четверть века история повторилась. Шаг вперед, шаг назад, изменение курса, и новый виток обсуждений. Если США надеются отправить людей за пределы Земли, нам следует признать неспособность выбрать цель и придерживаться курса.

* * *

28 января 1986 г. космический челнок «Челленджер» разрушился через 73 секунды после запуска. В тот день он выполнял миссию, соответствующую первоначальному представлению NASA о шаттле как о рутинном способе перевозок, делающем космос дешевым и доступным. Шаттл нес телекоммуникационный спутник и учителя социологии Кристу Маколифф, а также шесть профессиональных астронавтов[10]. К катастрофе привела спешка с запуском в попытке оставаться в нереальном графике.

Этот момент не можем забыть ни мы, ни многие другие. Аманда тогда сдавала экзамены по физике в средней школе в Пасадене. Этот предмет был ее любимым, а также единственным, имевшим отношение к ее извечной мечте о полете в космос, но из-за этой новости закончить тест оказалось почти невозможно. Чарльз учился на старших курсах колледжа в Нью-Джерси. Он ехал в машине и слушал, как ведущий радиопередачи объявлял новость — поначалу с недоверием, как если бы это была шутка. Кампус погрузился в особое состояние шока и грусти, скорби пополам с разочарованием.

Для молодежи, взращенной на прославлении прежних достижений NASA, новость о крушении «Челленджера» оказалась тяжелейшим ударом «потери невинности». Последовавшие за ним разоблачения только ухудшили дело — вскрылись доказательства укоренившихся в NASA борьбы с инакомыслием и неуправляемости. Пятеро инженеров, особенно Роджер Божолай из компании — поставщика ракет Morton Thiokol, предупреждали начальство о том, что на стартовой площадке слишком холодно и что резиновые уплотнительные кольца стартовых ускорителей не испытывались при столь низкой температуре и, скорее всего, выйдут из строя. В кольцах определенно был дефект[11], в прошлых полетах им случалось прогореть почти насквозь. На телефонной конференции вечером накануне запуска менеджеры NASA запугиванием вынудили Morton Thiokol отказаться от своих возражений. Причиной взрыва оказалась именно та проблема, о которой предупреждал Божолай. В дальнейшем, рассказав комиссии по расследованию о произошедшем, он подвергся остракизму на работе и был вынужден уволиться.

Крушение «Челленджера» пришлось примерно на середину времени существования NASA, если считать от года ее основания — 1958 г. — до сегодняшнего дня. Первая половина — эпоха легенд. Вторую, с 1986 г., легко проследить по отчетам независимых экспертных комиссий, неоднократно пытавшихся вернуть дела в здоровую колею. Доклады этих комиссий обычно известны под именами их председателей: отчет Роджерса, отчет Райд, отчет Пейна, отчет Огастина 1990 г., отчет Олдриджа, отчет Огастина 2009 г. и т.д. В отчете комиссии Огастина 1990 г. NASA охарактеризовано как организация, погрязшая в бюрократии, деморализованная и пытающаяся сделать слишком многое при недостатке средств. В нем было верно предсказано крушение еще одного шаттла. Последующие отчеты описывали состояние NASA по большей части так же. Когда в 2003 г. при возвращении в атмосферу разрушился шаттл «Колумбия», главной причиной опять была названа сложившаяся в агентстве атмосфера.

Президент Буш-старший, видимо, подражая президенту Кеннеди, приказал начать в 1989 г. грандиозную миссию на Луну и Марс, но не получил политической поддержки с учетом огромного объема предстоящих расходов. Конгресс так и не выделил на это денег. NASA отказалось от этого плана в начале 1990-х, а в 2004 г. президент Буш-младший вернулся к нему, на этот раз под названием «Созвездие». На этот раз были потрачены миллиарды, но программа была закрыта в 2010 г., отстав от графика и с нулевой вероятностью выделения достаточного финансирования для завершения проекта[12]. Затем администрация Обамы стала продвигать идею поймать небольшой астероид и перевести его на новую, окололунную орбиту; миссия получила название «Миссия по перенаправлению астероида» (Asteroid Redirect Mission — ARM). Многие сотрудники NASA втайне считали это дурацкой идеей, которая никогда не осуществится (проект был доработан, но его выполнение по-прежнему выглядит маловероятным[13]). По сути, они работают над проектами, не имея глобальной цели.

Но, как говорит Робинсон, по ходу было проделано немало увлекательной работы. Хотя лунный разведчик больше и не работает над подготовкой к высадке на Луну, он по-прежнему дает прекрасный научный материал. Хотя Марк измучен бесконечными телеконференциями и измотан бумажной работой, он каждый день трудится над изучением Луны и Меркурия с помощью планетарных зондов, несущихся через космическую пустоту. Это здорово и интересно. «Тут нужно терпение. Удовлетворение в десять раз сильнее разочарований».

Марк начал свой путь на золотом прииске на Аляске. Он изучал политологию и искусство в Южном университете, а летом работал в лагере золотоискателей в заливе Бернерс, в прибрежных влажных лесах неподалеку от Джуно. После получения степени бакалавра у него не было каких бы то ни было перспектив по трудоустройству. «Мой диплом дает мне большое преимущество на коктейльных вечеринках», — говорит он.

Поэтому он вернулся на Аляску резать кустарник, рыть ямы и таскать камни для геолога, ищущего золото. В ходе работы он заинтересовался геологией. Занявшись геологией в Университете Аляски в Фэрбенксе, он наткнулся на данные с марсианского посадочного аппарата «Викинг» (Viking) и открыл в себе способности к математической обработке изображений. В итоге он стал геологом, специализирующимся на поверхностях других планет.

Ему есть что изучать на Луне. В этой области полно таких вопросов, которые задают и пятилетние дети. Откуда взялась Луна? Ведущая теория такова: небесное тело величиной с планету врезалось в Землю, а Луна сформировалась из материи, выброшенной этим столкновением. Но многие факты говорят в пользу других теорий. Марк будет с энтузиазмом продолжать выяснять истину, вглядываясь в фотографии, даже если люди не высадятся на Луну.

Но он все равно мечтает послать исследователей за пределы Земли. Судя по всему, то же можно сказать о многих тружениках космической науки. Не будь это так важно, не было бы столь сильного гнева и разочарования по поводу долговременной институциональной несостоятельности NASA. Марк сказал, что умные люди покидают агентство и что их мало среди новых соискателей. Доклад Огастина 2009 г. цитирует электронное письмо, полученное председателем комиссии:

«Я получаю степень магистра в области аэрокосмической техники. Перспективы [моих однокурсников] — работать на непробиваемую бюрократию, где их творческое мышление будет раздавлено отменами программ, перерасходом денежных средств и неготовностью рисковать… Неудивительно, что многие из них выбирают для себя работу в финансах».

Робинсон сделал презентацию на совещании по планированию NASA, в которой утверждал, что Луна — по-прежнему ключевой этап на пути к Марсу, а поимка астероида — нет. Ученые NASA представляли противоположную точку зрения, превознося идею ARM.

«Во время перерыва один из ключевых защитников противоположной точки зрения подошел ко мне и сказал: «Марк, я так рад, что ты сказал это». Я спросил: «Но тогда почему этого не сделали вы?» Он ответил: «Потому что я не могу». И по-настоящему расстраивает то, что в NASA непозволительно говорить правду. Если вы пойдете и отыщете у себя на полке отчет комиссии по расследованию крушения “Колумбии”, и тот, который был сделан после “Челленджера”, вы прочтете в обоих, что NASA должно изменить свою культуру, что люди должны знать, когда что-то не в порядке, что должно быть позволительным высказаться. А в NASA по-прежнему нельзя говорить под страхом потери рабочего места».

Крушение «Челленджера» послужило наглядным уроком многим другим организациям. В следующие два десятилетия в обществе возникло движение к открытию и упрощению управленческих структур. Роджер Божолай, пытавшийся остановить запуск, всю оставшуюся жизнь преподавал этику в инженерных школах в качестве приглашенного лектора. Но NASA остается громоздкой, сложно организованной пирамидой, силящейся сосредоточиться, недофинансированной, с чрезмерным количеством миссий, все более задыхающейся из-за правил секретности.

В Космическом центре имени Джонсона царит атмосфера ретро. Тоскливые строения колледжей 1960-х гг. из осыпающегося бетона, каких, к счастью, уже не встретишь в большинстве кампусов. Ряд давно не используемых телевизионных трейлеров Центра управления полетами с потрепанными погодой логотипами. Музейные экспонаты времен прошлых побед можно встретить на каждом шагу: даже зал управления, использовавшийся при посадке «Аполлонов», сохранили совершенно нетронутым. За дополнительную плату туристу позволят в него пройти. Но почти не видно тех технологий, которые меняют сегодняшний мир, которые распределяют мощности между отдельными людьми с помощью дешевых мобильных устройств и высвобождают их творческий потенциал. Потребовалась вечность, чтобы NASA позволило астронавтам пользоваться айпадами на МКС.

Международная космическая станция — единственное крупное достижение NASA в области пилотируемых космических полетов со времен шаттла. Ее строительство на орбите стало единственным назначением шаттлов. Назначение станции, задуманной еще во времена администрации президента Рейгана, также переосмысливалось. После падения Советского Союза ее переименовали в МКС, а одной из главных целей станции стало сближение народов посредством общего проекта. Теперь, когда NASA свернуло программу шаттлов, доставлять людей на станцию может только Россия. Сегодня все астронавты NASA проходят интенсивный курс обучения русскому языку. Но задолго до событий на Украине было ясно, что политика будет определять жизнь на космической станции, а не наоборот. В своей работе команды уже разделились, американцы и русские сидят на своих территориях в разных концах станции и занимаются своими делами, взаимодействие их ограничено.

Доклад Огастина 2009 г., повлиявший на отмену Обамой программы Буша «Созвездие», призывал продлить эксплуатацию МКС. После 25 лет планирования и строительства стоимостью $100 млрд первоначальный план сбросить ее в океан после всего 15 лет использования выглядел довольно бессмысленным.

Основным назначением станции стало изучение пребывания человека в космосе с целью наработки технологий исследования дальнего космоса. Хотя конечный пункт назначения остается неясен, эта мечта и есть настоящая, невысказанная цель почти каждого сотрудника Космического центра имени Джонсона. Астронавты, инженеры и ученые все время говорят о полете на Марс, о создании средств, чтобы к моменту выбора пункта назначения мы были готовы отправиться туда, куда решит Америка.

И каков же будет смысл путешествия? Одна из фундаментальных проблем NASA в том, что предлагаемые им обоснования исследования космоса человеком не вдохновили американцев настолько, чтобы вложить необходимые средства. В 1960-е гг. США выделили значительную долю валового внутреннего продукта на полет на Луну. Что может побудить нас сделать это вновь? В докладе Огастина 2009 г. изложены всем известные причины: вдохновение молодежи, изучение других планет, развитие технологий, улучшение международных отношений. Все это хорошо, но является ли миссия на Марс стоимостью в триллион долларов лучшим способом достижения этих целей?

Однако далее, после этого обыденного списка, доклад Огастина упоминает куда более мощную конечную цель и гораздо убедительнее:

«Комиссия была единодушна в том, что исследование космоса человеком должно приближать нас как цивилизацию к нашей итоговой цели: очертить путь расселения человека в Солнечной системе. Мы еще не можем знать того, как и когда люди впервые освоятся на другой планете, но мы должны руководствоваться именно этой долгосрочной целью».

* * *

Первым шагом к созданию успешной внеземной колонии будет поиск пригодного для жизни места. Десятилетия плодотворных планетных исследований автоматами дали почти все сведения, необходимые нам, чтобы отсеять неподходящие варианты. Это знание выросло из общего любопытства ученых, работающих с одной-единственной целью — узнавать. Но, если мы решим отправить людей жить за пределами Земли, «чистая» наука вдруг станет играть очень важную, даже ключевую роль в их выживании.

Исследование человеком Луны, Марса и астероидов — дело достаточно трудное. Эти миссии планируются наподобие туристического похода: с собой берется компактный набор инструментов и материалов, незаменимых за пределами земной орбиты, который позволяет выжить в течение строго определенного времени. Эти вылазки планируются с учетом возвращения. Колонисты же отправляются в космос строить поселения, и им придется самим изготавливать инструменты.

Чтобы заселить новый дом, колонистам придется «перерезать пуповину», соединяющую их с матерью-Землей. Им будет нужна новая, независимая экосистема, пригодная для жизни, способная, как Земля, предоставить укрытие, энергию и ресурсы.

Заполнение матрицы качеств, необходимых будущей колонии, — задача поучительная.

Что касается укрытия, то окружающая среда новой планеты должна позволить выжить при минимально возможной зависимости от технологий. Это вопрос степени дружелюбности планеты. Людям, живущим где угодно вне Земли, понадобятся герметичные убежища, но в одних средах обустроиться будет проще и безопаснее, чем в других.

На одном конце шкалы — открытый космос, совершенно враждебный жизни, требующий герметичного жилого помещения, приспособленного к экстремальным температурам, хорошо защищенного от радиации и обладающего искусственной тяжестью. На планетах без атмосферы есть гравитация и твердый грунт для строительства, но остаются радиация и опасность утраты пригодного для дыхания воздуха при разгерметизации убежища из-за аварии или попадания микрометеорита. Планеты с достаточно плотной атмосферой защитят от радиации и метеоритных тел, но останутся трудности, связанные с температурой и токсичностью атмосферы.

На другом конце шкалы — тропические и умеренные зоны Земли, практически рай. Здесь люди могут жить без современных технологий. Точнее, могут, если климатические изменения, ядерная война, загрязнение и разрушение среды обитания и массовое вымирание не приблизят Землю к другим планетам. Возможные в будущем экстремальные температуры, радиоактивное загрязнение, токсичный воздух и разрушенная биосфера, не позволяющая более производить пищу, аналогичны тем сложностям, с которыми столкнется космическая колония.

Далее — энергия. Это основа нашей жизни и нашей власти над миром. На Земле мы главным образом добываем энергию фотосинтеза растений. Растения и водоросли улавливают фотоны Солнца и химически сохраняют энергию в виде пищи и биотоплива, и сегодня мы сжигаем ископаемое топливо, произведенное ими за прошедшие эпохи.

Растительный фотосинтез недостаточно эффективен, чтобы обеспечить энергией космическую колонию. Слишком много понадобится земли и солнечного света (подробнее об этом — дальше).

Но если колонисты не могут положиться на обычный фотосинтез для выработки энергии, они могут положиться на энергию, добываемую из материалов, доступных на месте. Ядерное топливо и солнечные батареи, привезенные с Земли, могут лишь послужить мостом к колонизации. Автономной колонии придется заменить эти источники оборудованием, произведенным на месте. Малое население новой планеты не скоро сможет воспроизвести продукцию зрелых земных производств. Наиболее перспективны простые технологии: ветровые, приливные, геотермальные и химические реакции с выделением энергии (к последним относится сжигание топлива).

Ресурсы — это основные материалы, необходимые для жизни. Колонистам понадобятся вода, питательные вещества для растений, людей и животных, твердые вещества для постройки укрытия и производства инструментов и газы, которые можно приспособить для дыхания. Первоначальный запас можно привезти из дома, но устойчивая колония должна начать производить их самостоятельно. Колонисты могут покидать поселение в поисках элементов, необходимых в небольших количествах: например, на металлических астероидах можно собирать металлы для электроники и питательных веществ, такие как железо, медь и цинк. Располагая достаточной энергией, колонисты могли бы химически перерабатывать часть местных ресурсов во что-то им нужное: производить воду, кислород и пластмассы. Но без сырья колония не выживет.

Вновь глядя на то, что нам известно о внутренних планетах Солнечной системы, мы не нашли возможности отметить достаточно полей в матрице требований к будущему обиталищу человека. И это не потому, что мы плохо смотрели.

* * *

Марсоход Curiosity может видеть, осязать и обонять. Его способности во многом превосходят человеческие: он несет на себе 17 камер, у него есть двухметровая механическая рука, оснащенная пятью приборами для анализа образцов, включая рентгеновский спектрометр альфа-частиц. Но он не умеет рассуждать. Управлять им — все равно что управлять марионеткой, ниточки которой имеют по 225 млн км в длину. И он такой ценный, такой уникальный, что ежедневные решения о том, за какую ниточку и с какой силой потянуть, совместно принимают сотни людей.

Радиосигналы, распространяясь со скоростью света, идут от Земли до Марса от 4 до 24 минут в зависимости от разделяющего нас расстояния, так что управлять марсоходом в режиме реального времени невозможно. Возникни на его пути препятствие, оно было бы замечено на Земле уже после столкновения, а инструкции по уклонению от него дошли бы вдвое позже. Вместо этого ученые и инженеры, управляющие марсоходом, отправляют сразу программу на день, позволяя машине выполнять движения самостоятельно, собрать сведения и отправить их для принятия решения о том, каким будет следующий день его путешествия. Если на его пути встает холм или иная преграда, марсоход может только дойти до нее, осмотреться и отправить фотографии на Землю, чтобы команда в Пасадене решила, что делать на следующий день.

Космические исследования ведутся в невзрачном здании на холмах к северу от Лос-Анджелеса. Работа удивительно похожа на прочую офисную деятельность. Команда встречается в анфиладе офисов, перегородки которых обиты тканью, и ведет бесконечные телеконференции. Джастин Маки показал нам офисы Curiosity в Лаборатории реактивного движения в Пасадене. Он руководил командой, проектирующей камеры, — и это дало ему место среди 486 ученых и инженеров из организаций со всего мира, участвующих в управлении Curiosity. Работники сидели за столами и говорили по громкой связи; в любой момент времени на линии было от 30 до 40 человек из Соединенных Штатов, Англии, Франции, Испании и России.

День начался со звонка в 8:50 утра по тихоокеанскому времени[14]. Разговор шел о данных предыдущего дня, поступивших в послеобеденное время к ученым, звонившим из Москвы. Конференция стала наиболее многолюдной в 10:15, во время обсуждения дальнейших действий; ученые вели переговоры и торговались, стараясь переместить фокус в область своих интересов. Через два часа обсуждение перешло в активную проверку плана: «умещаются» ли идеи в возможности марсохода и в отведенные временные рамки, осуществимы ли они на практике. Затем настал черед научного обсуждения, беседы с инженерами и проверки предполагаемых движений на компьютере с помощью трехмерной модели марсианского ландшафта. Тестирование заключалось в движении марсохода как аватара в видеоигре, испытывался каждый шаг плана действий следующего дня. Если бы возникла необходимость в дальнейшей проверке, можно было воспользоваться реальным макетом на «марсианском» участке Лаборатории. Наконец, когда в Калифорнии уже садилось солнце, пакет инструкций — последовательность команд — был готов к отправке на Марс через Сеть дальней связи NASA, антенны которой распределены по всему земному шару.

Ежедневные телеконференции длятся по 12 часов со всеми сопутствующими неудобствами — лаем собак, эхом, отголосками других дел, которыми попутно занимаются люди на линии. Раньше они бывали и ночью: ученые жили марсианскими сутками, которые на 39 минут длиннее земных. Каждый день они ложились спать позже, как если бы переезжали на половину часового пояса в день, так что рабочий график команды соответствовал местному времени лишь раз в 39 дней. В конце концов NASA сжалилось и позволило команде Curiosity жить по земному расписанию[15].

Предельная скорость марсохода (с учетом обязательных остановок) позволяет ему покрывать лишь 86 м в день, но это немало, если учесть его чувствительность. Представьте себе, что вы разглядываете в лупу футбольное поле, пока едете по нему на тележке. Когда на горизонте появляется интересный камень или тень или в песке мелькает необычно окрашенная полоса, ученые спорят, не стоит ли вернуться и исследовать их, и каждый настаивает на выборе инструмента, который создан его группой, а их на Curiosity двенадцать.

Каждый надеется отыскать окаменелость или иное недвусмысленное доказательство существования жизни на Марсе в прошлом, но пока что находки в основном касались некоторых видов минералов, а также того, как выветривание придает камням их нынешний вид; иногда обнаруживаются следы былого присутствия воды. Из этих маленьких кусочков могут сложиться ответы на куда более важные вопросы. Но пока что они все убедительнее говорят о том, что Марс — неподходящее место с точки зрения органической жизни, включая людей.

NASA изучает Марс с помощью космических аппаратов уже 50 лет. На некоторых из 20 фотографий, сделанных аппаратом «Маринер-4» (Mariner 4) в 1965 г., уже были заметны признаки наличия на Марсе воды в прошлом. В 1990-е гг. началась эра марсоходов с подробным изучением старых русел и отложений глины.

В ту пору NASA пыталось оправиться от трагедии с «Челленджером» и стать более компактной современной организацией. В отчете тех времен говорилось: «Чтобы остаться жизнеспособным и вновь заслужить доверие, NASA стоит больше походить на бизнес, ставя стоимость и график не ниже, чем уровень выполнения миссии, и выполняя задуманное вовремя и за заявленные деньги».

В 1992 г. администратор NASA Дэн Голдин выдвинул инициативу «Быстрее, лучше, дешевле» в области планетологии, переняв управленческие идеи, возникшие после прежних ошибок агентства. Организации фокусировались на тех областях, в которых они были сильны, избегали избыточной сложности, распределяли личные полномочия между участниками команд, устраняли бюрократию и вертикальное управление, брали на вооружение новые технологии для снижения стоимости и ориентировали работников на достижение целей, а не на выполнение должностных обязанностей. Эта инициатива старалась подражать Кремниевой долине, вытаскивая NASA из космической ретроэпохи в информационную эру нового тысячелетия. Происходила интернет-революция, порожденная культурой инноваций, в которой эпизодические ошибки были ожидаемы — они даже считались карьерным преимуществом. Голдин сказал, что ошибаться можно. При большем числе более дешевых миссий риск со временем будет вознагражден, даже если некоторые из беспилотных миссий потерпят неудачу.

Проекты из первой волны «быстрых, лучших, дешевых» миссий были невероятно успешными. Так здорово читать о них на давно позабытых неуклюжего вида веб-страницах интернета 1990-х! Марк Робинсон принимал участие в некоторых из этих проектов с коротким жизненным циклом в начале своей карьеры, в том числе в миссии «Клементина» (Clementine), перевернувшей наши взгляды на Луну при помощи аппарата, использующего технологии, разработанные в то время Министерством обороны для программы противоракетной обороны «Звездные войны»[16].

На строительство и запуск космического аппарата NEAR для встречи с одним из астероидов, сближающихся с Землей, понадобилось всего 27 месяцев и $234 млн (меньше 1/10 стоимости Curiosity). Он приблизился к астероиду Эрос, изучил его поверхность с расстояния около 35 км и затем не без риска, вовсе не будучи для этого предназначен, приземлился на него. Две солнечные панели и корпус аппарата послужили тремя точками опоры при мягкой посадке в 315 млн км от Земли. Во время снижения были сделаны чрезвычайно подробные снимки. Марк, тогда работавший в Северо-Западном университете, был членом команды, истолковавшей неожиданную геологию астероида и опубликовавшей ряд работ в уважаемых журналах.

«Это невероятно увлекательный способ зарабатывать на жизнь, и порой мне неловко было рассказывать, что мне за это платят», — говорит он.

Но к моменту публикации этих работ в 2001 г. NASA отказалось от философии «Быстрее, лучше, дешевле». После 7 лет успехов ряд досадных неудач затмил достижения, особенно утрата спутника Марса для климатических исследований Mars Climate Orbiter, запущенного в декабре 1998 г., и его компаньона — посадочного аппарата Mars Polar Lander, запущенного в январе 1999 г. Оба погибли из-за проблем с программным обеспечением, которые не должны были остаться незамеченными. Спутник прославился до боли простой причиной гибели: разработчик спутал британские и метрические единицы измерения в программе, вычисляющей небольшие поправки к траектории аппарата на пути к Марсу, из-за чего тот не смог выйти на орбиту и сгорел в атмосфере.

Голдин говорил, что ошибки возможны, но такого никто себе и представить не мог. Инженеры извлекли из этого урок, который и сегодня часто вспоминают в NASA: если вы хотите быстрее, лучше и дешевле, можно получить любые два из трех, но не все три сразу. Это стало правилом возможного, так называемым «железным треугольником». Высший руководящий состав ставил нереалистичные цели и ограничения по времени и стоимости, что привело к необходимости «срезать углы» и повлекло за собой потерю аппарата. Отчасти в командах просто не хватало опытных инженеров и ученых. Люди постоянно работали 60, а то и 80 часов в неделю, и проконтролировать их работу было попросту некому.

Но истинные причины лежали глубже, указывал отчет комиссии по расследованию гибели Mars Climate Orbiter и другие аналогичные документы той эпохи. На самом деле NASA не отказалось от традиции вертикального директивного управления, из-за которой его сотрудники чувствовали себя бесправными. К примеру, менеджеры Голдина задавали «сверху» произвольные лимиты на финансирование и сроки, в то время как команды разработчиков должны были сами устанавливать параметры возможного на основе реального положения дел.

Программные ошибки случаются, но, сотрудничая, люди могут выловить их и исправить. Дело было не только в непомерной загруженности ученых и инженеров — такое случается и на успешных проектах, — но и в том, что они были изолированы в группах, не общающихся между собой, а руководство не давало им возможности высказаться о проблемах. В отчете о расследовании говорилось: «Каждый член каждой команды имеет право настойчиво ставить вопросы и эскалировать их настолько высоко, насколько это необходимо, чтобы привлечь к ним внимание. Руководство проектов должно установить такую политику и донести ее до каждого члена команды».

Агентство извлекло и другой урок, признав инициативу «Быстрее, лучше, дешевле» ошибкой, и стало менее терпимо к риску и более ориентировано на жесткое управление. Но у аналитиков за пределами NASA имелось другое мнение. Даже при нескольких провалах эта инициатива была успешной. 16 миссий, прошедших во время этой инициативы, в их числе — 9 успешных и 7 неудачных, вместе стоили меньше, чем одиночная флагманская миссия NASA[17]. При своей бросовой цене 9 успешных миссий дали горы данных и ответы на многие научные вопросы, причем куда быстрее, чем это обычно удавалось агентству.

Некоторые результаты миссий этой эпохи все еще продолжают поступать.

Первым марсоходом[18] был симпатичный крохотный Sojourner, доставленный на Марс в 1997 г. Его разработка заняла всего три года. Рассчитанный на неделю, он проработал три месяца и, быть может, функционирует до сих пор, но не может связаться с Землей через свою базовую станцию. Джон Каллас вырос на марсианских миссиях Лаборатории реактивного движения в годы инициативы «Быстрее, лучше, дешевле», придя туда в 1989 г., вскоре после получения докторской степени по физики в Университете Брауна. Он повидал зрелищные провалы и большие успехи. В 2000 г. он собрал научную команду для миссии «Марсоход-исследователь» (Mars Exploration Rover, MER). Через три года были запущены марсоходы Spirit и Opportunity, основанные на технологиях Sojourner, но более крупные, прочные и не нуждающиеся в базовой станции на планете.

По умеренной цене $400 млн за штуку проекты Spirit и Opportunity не применяли дублирования систем: один сгоревший контакт — и марсоход выйдет из строя. Именно поэтому NASA послало два марсохода. И они превзошли все ожидания. Рассчитанный на три месяца Spirit проработал с 2004 по 2009 г., покуда не застрял. Opportunity по-прежнему ведет исследования спустя 12 лет, периодически получая все более совершенное программное обеспечение. Он преодолел свыше 40 км по поверхности другой планеты — больше, чем любой другой внеземной аппарат.

Марсоход Curiosity произошел от Opportunity. Команда Калласа в десять раз меньше команды Curiosity, размер и возможности Opportunity тоже меньше, а мощность его бортового компьютера составляет около 1% от мощности смартфона. В день нашего приезда команда Opportunity обсуждала, какой камень изучить следующим. Как и в команде Curiosity, инженеры Калласа ежедневно посылают пакет инструкций. По пятницам они отсылают трехдневную порцию, один день — на перемещение и два — на дистанционное зондирование местности в течение выходных. Каллас круглосуточно получает текстовые сообщения от марсохода и всегда знает, как у него дела.

Эта миссия носит бессрочный характер. «Мы не знаем, что мы увидим, куда мы идем[19] и о чем можем узнать», — говорит Каллас.

Изначальной задачей, поставленной перед MER, был поиск воды. Opportunity — геолог. Следующая миссия называется «Марсианская научная лаборатория» (Mars Science Laboratory). Это марсоход Curiosity, который занимается геохимией и ищет органические соединения в марсианской среде. Все это время исследователи надеются отыскать внеземную жизнь.

NASA начало поиск жизни на Марсе в 1970-е годы. Шанс обнаружить что-то живое сейчас уже кажется ничтожным, разве только древние бактерии сохранились где-то под поверхностью. В ходе своей истории Марс, судя по всему, становился все более враждебным к жизни. Когда-то в его плотной атмосфере шли дожди, на поверхности были большие водоемы. Opportunity обнаружил глину, отложенную в воде, кислотность которой была пригодна для жизни. Но все это в прошлом: марсоходы находили также и пероксидные соединения, достаточно токсичные, чтобы стерилизовать поверхность от жизни любых форм, известных нам.

Сейчас NASA исследует, насколько Марс мог быть пригоден к обитанию в прошлом, а не ищет на нем жизни. Был ли Марс обитаем в прошлом? И почему условия на нем изменились?

Ведущая современная теория винит в этом слабое магнитное поле Марса. Расплавленное земное ядро, разогреваемое радиоактивными элементами, ведет себя подобно динамо, создавая вокруг нашей планеты магнитное поле, частично укрывающее атмосферу от заряженных солнечных частиц. Это поле можно сравнить с защитным полем вокруг фантастического корабля Enterprise. Зимней ночью на Аляске иногда можно увидеть солнечный ветер, бьющий в атмосферу через щели в земном «щите». Магнитное поле направляет потоки солнечных частиц к земле на Северном и Южном полюсах, где ионы Солнца входят в верхние слои атмосферы и вызывают полярное сияние: зеленым и красным на разной высоте светят атомы кислорода, синим и фиолетовым — азота.

В далеком прошлом ядро Марса, вероятно, тоже было горячим и создавало магнитное поле, но при остывании ядра планета лишилась защиты, атмосфера попала под непрерывную бомбардировку солнечными электронами, ионизировалась и по большей части улетучилась. Сейчас плотность атмосферы Марса составляет менее 1% от земной, а солнечное и космическое излучение бьет прямо по поверхности — излучение, убийственное для любой известной нам жизни. Экстремальные температуры заморозили или испарили воду. Водяной лед сохранился на полюсах, но люди смогли бы жить на Марсе только в герметичных, защищенных от излучения убежищах.

Марсоходы исследуют Марс, готовясь к возможному визиту человека. Но за прошедшие десятилетия марсоходы усовершенствовались, и необходимость присутствия человека для ведения научных исследований на Марсе кажется все более сомнительной. Сегодня любой тренированный человек куда умнее и проворнее марсохода, но, как говорит Каллас, «пока кто-то пытается понять, как сохранить здоровье человека в космосе, марсоходы продолжают развиваться».

Ученые считают другие места в Солнечной системе более благоприятными для жизни, но исследование Марса все еще поглощает большую часть планетологического бюджета NASA. Планируется новая сложная миссия по сбору и отправке на Землю образцов марсианского грунта. Эта горстка грязи обойдется в миллиарды, но отправить астронавта посмотреть на эту грязь на месте будет стоить куда дороже.

Когда мы будем готовы к космической колонии, Марс будет обстоятельно изучен. Но уже сегодня мы знаем, что жить на нем было бы непросто. После полувека исследований самое замечательное — это то, чего мы там не нашли. По-видимому, Марс не послужит ни источником богатств, ни убежищем от стихийных бедствий Земли. Нет ни одной убедительной причины отправлять человека на Марс, кроме близости планеты к Земле.

* * *

В 2004 г. Аманда выступила на конференции отделения планетологии Американского астрономического общества в Тусоне. В конце один китайский ученый долго и подробно ее расспрашивал. Вопросы, которые он задавал, казалось, выходили за рамки академического интереса и выдавали желание суметь воспроизвести достижения NASA. Преимущество стран менее развитых, следующих за США, заключается в том, что они могут подражать успехам прошлого. Совсем другое дело двигаться через неведомое и пытаться делать то, чего никто раньше не пробовал, как NASA в сегодняшней планетологии.

Картина знакомая: технологические и научные лидеры Запада создают инновации, а азиатские страны с другой культурой или более низкой стоимостью труда воспроизводят эти продукты дешевле и в большом количестве. Компоненты космических аппаратов, бывшие передним краем изобретений в NASA в прошлом веке, стали готовым решением для компаний, запускающих спутники связи, GPS-навигации и прочего. Сегодня космос уже достижим для частных компаний и не самых крупных стран. Но передовое знание по-прежнему принадлежит NASA, Европейскому космическому агентству и нескольким меньшим игрокам, потому что открытие совершается лишь однажды. Его нельзя воспроизвести по образцу или скопировать.

После таких подробных расспросов на тусонской конференции Аманда связалась со своим коллегой из Китая, чтобы выяснить, что происходит. Тот предположил, что дело не в тайных указаниях китайского правительства; ученый просто узнавал подробности, стремясь повысить свою ценность в рамках китайской программы.

Конкурентом в космосе еще более неожиданно оказалась Индия, когда в 2004 г. Индийская организация космических исследований вывела на орбиту вокруг Марса спутник, целиком произведенный в Индии. Премьер-министр Нарендра Моди похвастался, что эта миссия стоила не только меньше американских космических миссий, но даже меньше американских фильмов о космических миссиях. Цена орбитального спутника «Мангальян»[20] — $74 млн — и, правда, ниже, чем стоимость многих фильмов про космос, в том числе голливудского блокбастера 2000 г. «Миссия на Марс». Индия также планирует посадку на Луну.

Это выдающиеся достижения, но лишь потому, что они воспроизводят космические возможности Америки, а не потому, что превосходят их. Индия думает о создании собственного лунохода, который уже есть у Китая и России. Google объявила конкурс с призом $30 млн первой частной команде, чей луноход сядет на Луну и отправит данные на Землю; в нем принимают участие университетские команды со всего мира.

Что мы узнаем в результате этих миссий? Целью индийской марсианской миссии было показать, что это по силам Индии. Научные цели были вторичными, периферически дополняющими то, что уже делает NASA с помощью более совершенных космических технологий. Научная польза китайской лунной программы пока что не впечатляет. Она сильна технически, но слаба научно: данные анализируются медленно, надежды на новые открытия смутны.

Мы ничего не знаем о конечной цели Китая в космосе. Американцам трудно понять правительство Китая. Это не крепкий монолит, стабильно реагирующий на указания сверху. Скорее, это множество крупных бюрократических организаций, соревнующихся и сотрудничающих в различных сферах управления. То, что у китайского населения нет права голоса, еще не значит, что в Китае нет политики — там есть офисная политика.

Китайские ученые впервые выступили с предложением лунной программы в 1990-х гг., но их планы неоднократно отвергались высокопоставленными чиновниками как лишенные научных целей и недостаточно продуманные; этот процесс описан Патриком Беша из Университета Джорджа Вашингтона. В конце концов в 2004 г. бюрократия согласилась на трехэтапный многолетний план исследования Луны. В 2007 г., с запуском лунного спутника «Чанъэ-1», китайцы успешно добрались до Луны.

Сосредоточенность и жизнестойкость этой затеи отражает чувство общего дела, которое ощущают все, кто над ним работает, мощную поддержку высокопоставленных чиновников и ее новизну — как было в случае программы «Аполлон» президента Кеннеди. С точки зрения Запада этот орбитальный аппарат возник из ниоткуда, но это потому, что Китай скрывал свою деятельность, покуда совершенно не уверился в успехе.

Американцы по большому счету не знали, что и думать о китайской космической программе. Культурный разрыв привел к тому, что многие ее высмеивали. В 2013 г., когда у китайского лунохода «Юйту»[21] возникли трудности с подготовкой ко «сну» в течение двухнедельной лунной ночи, государственное новостное агентство Синьхуа объявило об этом в необычной форме заявления от первого лица, как бы написанного самим луноходом. «Юйту» говорил, что может не пережить ночь, и просил китайских граждан утешить его скорбящую базовую станцию «Чанъэ-3».

«Солнце зашло, температура падает так быстро, — приводились слова лунохода. — Скажу вам всем по секрету, что я не очень-то грущу. У меня было приключение, и, как любой герой, я столкнулся с небольшой проблемой. Спокойной ночи, Земля. Спокойной ночи, человечество».

Китайские читатели «Юйту» отвечали умирающему луноходу ободряющими и трогательными сообщениями в китайском аналоге «Твиттера». В США актер Патрик Стюарт нарядился в костюм лунохода из фольги и драматически зачитал последние слова «Юйту» на The Daily Show. Китайское правительство, как обычно, поскупилось на технические подробности. Но «Юйту» все-таки пережил ночь и проработал намного дольше расчетного времени.

В 2014 г. Китай продемонстрировал свою способность вернуть лунный спутник в рамках программы по доставке лунных образцов на Землю. Китайские астронавты уже дважды[22] летали на кораблях «Шэньчжоу», выводимых на орбиту ракетами семейства «Чанчжэн». Скорее всего, китайцам удастся достичь поставленной цели высадить астронавтов на Луну к 2025 г.

Будущее

Вечерние телеюмористы из США все еще подшучивали над китайской космической программой, когда Китай вдруг объявил об успешном запуске пилотируемого корабля, направляющегося к Луне. Впервые со времен программы «Аполлон» люди вышли за пределы низкой околоземной орбиты. Китайская программа разрабатывалась втайне[23], стремительно осваивались новые технологии, навыки постепенно совершенствовались и привели к способности вновь отправить человека на Луну. Шутки были о том, что Китай осваивает технологии 1960-х гг., вступая в космический XX в. Американские СМИ выставляли Китай этаким младшим братом, проходящим этапы взросления, которые у США уже далеко позади.

Когда китайские астронавты, говорящие на непонятном американцам языке, высадились на Луну, смех прекратился. В 1957 г. Советский Союз вызвал ужас у американцев и зарядил политиков готовностью действовать, когда вывел на орбиту первый спутник, начав тем самым космическую гонку. Их правнуки испытали похожие эмоции, когда китайцы высадились на Луне. Это достижение вовсе не было из категории «ретро». Китайцы сделали то, на что Соединенных Штатов, по-видимому, уже не хватает: они сосредоточились на отдаленной технологической цели, вложились в нее и осуществили задуманное.

Извне казалось, что китайская космическая программа продвигается шокирующе быстро. Но на самом деле она десятилетиями разрабатывалась втайне, была продумана в мельчайших подробностях и выполнялась с целеустремленностью, недоступной демократическому государству. Режим долго решался на лунную миссию, но, однажды утвердив план, он не передумал. Чиновники не дрогнули перед неизбежными ошибками и авариями и не потеряли решимости из-за стыда перед всеобщей критикой, поскольку эти ошибки остались тайной. Мир ничего не узнал о китайских лунных миссиях, которые не достигли цели.

Шок от осознания себя вторыми вынудил американских лидеров согласиться на повышенный риск и затраты. Как и в прошлом, международное соперничество стало сильнейшей мотивацией пилотируемых космических полетов. Вашингтону понадобились считаные недели, чтобы поставить цель даже более сложную, чем у Китая, выделить начальное финансирование и найти правильные слова о риске в исследованиях. Американцы отправятся на Марс. (Луна — уже дважды пройденный этап.)

Пока американцы срочным порядком строили марсианский космический аппарат, Китай продолжал посылать астронавтов на Луну, строить там жилище, добывать воду из древнего льда в вечной тени и разведывать месторождения минералов. Но, как произошло с миссиями «Аполлон» в XX в., всеобщий энтузиазм начал убывать, когда работа стала превращаться в рутину. Китайские ученые добыли интересные сведения о Луне, но ничего такого, что можно было бы предложить рынку. Экономических причин исследовать Луну не было, и держать там астронавтов без постоянного снабжения с Земли было невозможно. Лунное жилище было похоже на космическую станцию, только построенную на твердом грунте, а космические станции уже не были новостью. Занятных фактов о Луне было недостаточно, чтобы получить инвестиции, и Китай стал сворачивать лунную программу.

Видя эти результаты и оглядываясь на долгую историю исследования Марса спутниками, спускаемыми аппаратами и марсоходами, NASA разработало миссию с задачей долететь, собрать марсианские камни и вернуться. Эта вылазка призвана была продемонстрировать американское превосходство в космосе. Конечно, поставлены были и номинальные научные цели, но не существовало никаких важных научных вопросов о Марсе, которые не были уже решены с помощью марсоходов и спускаемых модулей. На сайте миссии задавался вопрос о том, были ли в прошлом на Марсе океаны. Хотя это было уже установлено и много раз подтверждено начиная с 1965 г., исследовательская цель обнаружить воду на Марсе все еще звучала достаточно интересно, чтобы использовать ее в рекламных целях.

Чтобы оставить людей на Марсе, снабжать их и построить колонию, требовалось намного больше денег, а поэтому нужно было ждать будущих решений и инвестиций. И когда дошло до траты такого количества денег, какого требовал марсианский аванпост, политическим лидерам нужен был доход с инвестиций. Цена была попросту слишком велика, чтобы отправлять людей с одной лишь задачей выжить. Никто не смог придумать, как заработать на Марсе, и Марс не выглядел спасением от чего бы то ни было дурного, что может случиться на Земле. Казалось, что даже после конца света Земля будет безопаснее Марса. Даже если Землю пропитает радиация, ее атмосфера будет отравлена, а поддерживающие жизнь ресурсы иссякнут, на Марсе все равно будет хуже.

В обозримом будущем не было видно более серьезной причины строить дом на Марсе, чем на Луне. А туда людей можно было доставить и затем снабжать необходимыми припасами с помощью кораблей, запускаемых с Земли. Это больше напоминало пикник на заднем дворе, чем строительство дома в чужом мире.

Итак, Китай покорил Луну, разбил там лагерь и вернулся. Американцы собирались проделать то же самое с Марсом. Потенциальные космические колонисты изучали свой опыт и стали размышлять над тем, как его применить кое к чему посложнее: безвозвратному отбытию с Земли.

Настоящее

NASA впервые отправило зонд на другую планету на заре космической эры — отчасти для поисков мира, подобного Земле. Вскоре после основания NASA Карл Саган[24] убедил агентство отправить аппарат на Венеру, и в 1962 г. туда добрался «Маринер-2», благодаря которому мы узнали, что в атмосфере Венеры жарче, чем в духовке. Средняя температура на поверхности Венеры составляет 465 °C; этого достаточно, чтобы расплавить свинец. За ним последовали более 20 аппаратов, дополнивших картину этой планеты, которую иногда называют двойником Земли.

Прежде чем были получены данные с этих зондов, Венера казалась подходящим местом для того, чтобы отправить туда людей. Ее размеры и тяготение примерно такие же, как у Земли, она — наш ближайший сосед, а ее плотная атмосфера защищает поверхность от радиации. Но эта атмосфера слишком плотная, слишком горячая, в ней содержится едкая серная кислота, а в верхних слоях бушуют свирепые ураганы. У поверхности давление атмосферы Венеры сопоставимо с давлением в морских глубинах на Земле, даже легкий здешний ветерок колышет предметы подобно водным течениям наших океанов. Советский Союз несколько раз пытался посадить зонд на Венеру. Те, что пережили спуск сквозь адскую атмосферу, недолго продержались на поверхности. Людям там не место.

Но орбитальные миссии — типа Venus Express Европейского космического агентства — обнаружили, что, вероятно, когда-то Венера куда больше походила на Землю. Там были океаны воды и более приемлемая атмосфера. Из-за слабого магнитного поля большую часть воды унесло солнечным ветром за первый миллиард лет ее существования. Сейчас на Земле и на Венере примерно поровну двуокиси углерода, но на Земле она растворена в океанах и химически связана в известняке и прочих геологических отложениях. На Венере в отсутствие воды двуокись углерода остается в атмосфере. На Венеру падает больше солнечного света, чем на Землю, а ее атмосфера, состоящая на 97% из углекислого газа, работает как парник; планета перегрета. За последнее столетие люди сделали Землю чуть более похожей на Венеру путем высвобождения углекислого газа из литосферы обратно в атмосферу с последующим нагревом планеты (хотя углекислого газа в нашей атмосфере все еще лишь 0,04%).

Меркурий — самая малоизученная из четырех твердых внутренних планет (к которым также относятся Земля, Марс и Венера), самая странная и самая негостеприимная. Крохотный Меркурий лишен атмосферы и испытывает огромное влияние близкого к нему Солнца. Одна его сторона полыхает жаром, другая крайне холодна. Здешние условия не располагают к долгим визитам, а на пути обратно придется побороться с притяжением Солнца. NASA отправило к Меркурию зонд «Маринер-10» в 1973 г., а также орбитальный спутник «Мессенджер» (Messenger)[25] в 2004 г., миссия которого успешно завершилась падением на планету в 2015 г.

За десятилетия исследований мы узнали большую часть того, что нам нужно знать о колонизации внутренней части Солнечной системы. Вряд ли на одном из этих тел будет процветать самостоятельная колония, разве только мы сможем сделать пригодными для обитания Марс или Луну. Эта идея, впервые выдвинутая Саганом в 1970-е гг., вошла в научный обиход в 1980-е под названием «терраформирование» в работе Криса Маккея, ныне планетолога в Исследовательском центре Эймса NASA.

Как и многие идеи о космосе, в массовой культуре идея терраформирования изображается куда более простой, чем она является на самом деле. Маккей развеял одно из таких представлений: план ядерной бомбардировки полярных шапок Марса с целью испарить их и превратить в атмосферу. Маккей говорит, что во всем ядерном оружии мира заключена энергия, сравнимая с 5 часами освещения Марса Солнцем, причем большая ее часть будет попусту растрачена в огромных взрывах. Нужно куда больше энергии и времени, чтобы создать заметные изменения.

Идеи Маккея основаны на создании реальной атмосферы. Он предлагает добывать на Марсе сырье для сильнейших парниковых газов, так называемых хлорофторуглеродов, или ХФУ, которые укрыли бы марсианскую атмосферу и, подобно парниковым газам на Земле, нагрели его поверхность и растопили полярные шапки. Высвобождаемая при этом двуокись углерода также усилила бы потепление. Производство ХФУ в таких масштабах потребовало бы создания солидной индустрии, потребляющей немало энергии, — ведь нам нужно в 25 000 раз больше ХФУ, чем сейчас ежегодно производится на Земле. На разогрев атмосферы Марса и создание атмосферы из углекислого газа уйдет 100 лет. После этого засеянные по всей планете леса и луга произведут пригодный для дыхания кислород примерно за 100 000 лет.

Поразмышлять об этом занятно, но о таких расходах и сроках нельзя говорить всерьез. Мы сомневаемся, что люди станут вкладывать деньги на другой планете в электростанции, роботизированные шахты и заводы, которые не приведут к созданию обитаемой колонии при их жизни. Мы не знаем, сможет ли что-нибудь расти на Марсе. И пока атмосфера не сможет защитить людей от радиации, эта планета будет доступна только для кратких визитов либо для жизни под поверхностью. Всю работу придется делать роботам.

Если проблемой, толкающей нас на Марс, было бы ухудшение состояния окружающей среды на Земле, вероятно, куда разумнее использовать средства, энергетические технологии и инновации, чтобы исправить положение на нашей планете. Эта задача куда проще и технически, и экономически.

Мы отметаем внутренние планеты, за исключением Земли, в качестве мест, подходящих для основания постоянной колонии. К такому выводу нас привели полвека исследований, но это не единственный результат: NASA и другие космические агентства научились быстрым инновациям и достижению новых видов знания. Пока пилотируемые полеты пребывали в застое, планетология росла и процветала. На момент написания этих строк активны пара дюжин космических миссий, и каждый год начинаются новые.

Эти уроки ведут к новым миссиям, более амбициозным, далеко идущим и обещающим отыскать место, которое человечество сможет сделать своим домом — за пределами внутренней части Солнечной системы.

3. Дом во внешней части солнечной системы

Аманда знает одно подходящее для космической колонии место на орбите вокруг Сатурна. И оно нравится не только ей. Инструменты зонда «Кассини» (Cassini), с которыми она работает, обнаружили признаки наличия жидкого метана в озерах Титана, спутника Сатурна, и есть надежда отправить судно или подлодку, чтобы изучить их глубины. Может быть, там водится метановая рыба.

Свои поиски Аманда начала в возрасте 7 лет, когда отец вез ее через пустыню Мохаве на своем фольксвагене и она увидела бездонную тьму и головокружительный свет ясного ночного неба. Она не может забыть ощущения от этого великолепного и яркого зрелища. Она хотела туда. Когда она училась в третьем классе, молодая учительница-практикантка по имени Холли увлекла ее уроком о Солнечной системе. Аманда привязалась к Холли и тоже полюбила планеты. Она смастерила диораму Солнечной системы из обувной коробки и до сих пор хранит эту модель как сокровище: раскрашенные глиняные планеты на ниточках, включая Плутон.

В тот год NASA впервые успешно посадило космический аппарат на другую планету — «Викинг» сел на Марс[26]. На первой странице газеты Аманда увидела красноватое небо Марса, камни и песок его поверхности, горизонт — целый неисследованный мир. Она сосредоточилась на космосе: на полете в космос или хотя бы на работе в Лаборатории реактивного движения, где делают космические аппараты. Лаборатория располагалась недалеко от ее дома в Пасадене, ее окружала атмосфера таинственности. До нее в семье никто не следовал по этому пути.

Подростком Аманда ездила на машине матери на научные выступления в Калтехе и Городском колледже Пасадены. Уже в университете она планировала получать степень в области, связанной с космосом. В 1986 г. она посетила в Калтехе публичное мероприятие, посвященное пролету «Вояджера-2» около Урана (это было за несколько дней до гибели «Челленджера»).

«Вояджеры» были запущены в 1977 г. для пролета около Юпитера и Сатурна, а также спутника Сатурна — Титана. По плану миссия должна была продлиться пять лет, но была надежда, что зонды продолжат свой путь и дальше. Четыре внешние планеты выстроились в ряд — такого не случится вновь еще 175 лет. NASA продлило миссию после Сатурна до Урана и Нептуна. В 1989 г. «Вояджеры» вышли за орбиту Плутона. Сегодня они все еще продолжают свой полет. «Вояджер-1» уже вышел за пределы Солнечной системы[27] в межзвездное пространство, а «Вояджер-2» скоро последует за ним. От них все еще поступают данные, хотя сигнал, идущий со скоростью света, преодолевает расстояние до Земли и обратно более чем за сутки.

«Вояджеры» не приблизятся к другой планетной системе ранее чем через 40 000 лет («Вояджер-1» направляется к звезде в созвездии Малой Медведицы, а «Вояджер-2» — в направлении Андромеды[28]). Они несут на борту послания жителям других планетных систем, составленные международной комиссией, которую возглавлял Карл Саган. Люди постарше помнят его водолазку и тот голос, которым он рассказывал о том, как «Вояджеры» пронесут эти послания через расстояния в миллиарды и миллиарды километров. Пока что они ушли примерно на 20 млрд км от Солнца.

Вслед за «Вояджерами» к Юпитеру направился «Галилео» (Galileo). Строить зонды для внешней части Солнечной системы непросто — это занимает немало времени, да и потеря «Челленджера» привела к дополнительной задержке, — так что, когда «Галилео» наконец-то оказался в пути, Аманда, уже окончив школу и колледж, искала тему для диссертации в Университете Колорадо. Джастин Маки из ее группы занимался Марсом и предложил ей позвонить доктору Чарльзу Барту, профессору из этого университета. Чарльз Барт начал свою научную карьеру в Лаборатории реактивного движения в 1959 г., он руководил созданием и использованием ультрафиолетовых инструментов аппаратов «Маринер-6, -7 и -9», направленных к Марсу, а теперь отвечал за ультрафиолетовый инструмент на «Галилео». На вопросы Аманды он ответил: «Приезжай скорее, можешь быть полезна».

Барт показал Аманде первое изображение, полученное с «Маринера-4» в 1965 г. Аналогичный ему «Маринер-3» погиб, и Ричард Грамм из NASA, сгорая от нетерпения узнать, работают ли системы «Маринера-4», решил распечатать поступающие с аппарата двоичные данные на бумажной ленте, прикрепить ее к стене степлером и раскрасить пастелью, купленной в художественном магазине в Пасадене (сейчас его пастельные мелки выставлены в музее). Идея сработала, и рисунок стал первым изображением, полученным с космического аппарата за пределами Земли[29]. Его сохранили для истории, вырезав для этого секцию стены.

Барт поручил Аманде чуть более сложный проект. На пути к Юпитеру «Галилео» пролетал мимо Луны и «посмотрел» на нее ультрафиолетовым инструментом, но никто еще не анализировал полученные данные. Ультрафиолетовый спектрометр UVS в основном предназначался для изучения атмосферы, а не поверхностей, и ценность полученных данных была непонятна. Чтобы их осмыслить, требовалось разобраться, как интерпретировать спектральную характеристику лунной поверхности. Сравнивая эти линии с похожими волнистыми линиями, которые детектор выдавал на различные образцы в лаборатории, Аманда смогла определить, какие материалы зонд видел на лунной поверхности. Поскольку ультрафиолет не проникает глубоко под поверхность, эти данные были особенно полезны для понимания того, как космическое излучение трансформировало лунные пески.

Польза этой работы стала очевидна, когда «Галилео» все еще летел к Юпитеру. На этапе планирования миссии, задолго до начала карьеры Аманды, конструкторы заключили, что ультрафиолетовый детектор не сможет работать в среде с высоким уровнем радиации около Европы, одного из спутников Юпитера. Аманда и ее коллеги посчитали иначе. С только что полученной степенью Аманду направили в Университет Брауна на встречу ученых, исследующих ледяные спутники Юпитера, чтобы выдвинуть предложение «посмотреть» на Европу ультрафиолетовым спектрометром. Это делало ее конкурентом команд, отвечающих за другие инструменты «Галилео», ведь все они претендовали на скудное и драгоценное время сбора данных для собственных исследований. У «Галилео» было лишь несколько часов на осмотр Европы во время пролета, а его остронаправленная антенна отказала, из-за чего резко сократился объем данных, которые можно было записать и передать.

Спор был жарким. Аманда помнит, что совершенно не была готова к агрессивным нападкам. Она чувствовала себя уничтоженной возражениями конкурентов. Но председатель собрания услышал ее. Время для ультрафиолетового спектрометра было выделено, и с его помощью удалось собрать ценные данные во время первого пролета около Европы в декабре 1997 г. Европа оказалась странным местом: большой ледяной шар, поверхность которого вблизи похожа на замерзшее озеро.

«Кассини» тоже пошел по следам «Вояджеров», но он направлялся не к Юпитеру, а к Сатурну. Он был задуман в начале 1980-х гг., запущен в 1997 г., а до Сатурна добрался в 2004 г. К тому времени Аманда была уже зрелым ученым и соисследователем на ультрафиолетовом спектрометре; она работала в Центре управления космическими полетами в Лаборатории реактивного движения в Пасадене — в SFOF при JPL, говоря языком аббревиатур, повсеместно используемым исследователями космоса.

Когда Аманда посетила JPL во время миссии «Галилео», Джастин Маки провел ее по лабиринту комнаток, в которых ученые и инженеры планировали порядок наблюдений аппарата Mars Pathfinder. Вернувшись сюда через 10 лет работать с «Кассини», она обнаружила похожий лабиринт комнат, но схема коридоров изменилась. Графики и рисунки на тему Сатурна и «Кассини» покрывали стены и свисали с потолка. Это был настоящий «Кассинилэнд». Здесь считается за честь быть «нердом», здешние офисы украшены атрибутикой «Звездных войн» и прочей популярной фантастики.

Хороший планетолог — командный игрок и оптимист, способный терпеливо дожидаться результатов своего труда. Миссии по исследованию внешней части Солнечной системы планируются и разрабатываются десятилетиями, а при изменении финансирования и приоритетов требуют перепланирования и переработки, и лишь потом дело дойдет до стартового стола, если вообще дойдет. Аманда и ее коллеги потратили годы усилий, воображение и надежду, проектируя космические аппараты, которые так и не были построены, взорвались на стартовом столе, потерялись в космосе, перестали выходить на связь или разбились о другую планету.

Когда на кону так много труда каждого ученого, рискованные для космического аппарата моменты — это часы совместного страдания многих коллег. Таким было приближение «Кассини» к Сатурну в 2004 г. Все собрались около зала управления на первом этаже Центра управления полетами, а кто не поместился — в большой аудитории близлежащего Городского колледжа Пасадены. Светящиеся экраны прорезали тьму комнаты управления цифрами и изображениями, показывающими состояние систем аппарата. Чтобы замедлиться и выйти на орбиту вокруг Сатурна, «Кассини» должен был обогнуть планету, выйти из зоны радиоконтакта, включить большой ракетный двигатель и пересечь плоскость колец Сатурна, а там могли встретиться частицы, способные разрушить аппарат.

Радиомолчание длилось почти час. Был только один способ узнать, удался ли маневр: ждать возобновления сигнала с «Кассини». Если этого не произойдет, то десятилетия работы и надежды сотен ученых пропали впустую — для многих из них это половина карьеры, которая обычно включает два больших проекта. Когда прошел час, «Кассини» просигналил о том, что он выжил и вышел на орбиту; облегчение и радость были ошеломляющими.

По сравнению с такими моментами мгновения новых открытий кажутся незаметными. Аманда плотно работала над исследованием спутников Сатурна и написала о своих открытиях ряд статей в сильнейшие журналы мира. Когда находилось что-то интересное, новости разносились по коридорам и электронной почте исследователей, работающих в этом же здании и в учреждениях по всему миру, — команда виртуальна и объединяется по телеконференцсвязи и по сети. Никто ничего не говорит на публике, чтобы не плодить преждевременных сенсаций, но каждый чувствует радость нового открытия.

До прибытия «Кассини» оранжевая атмосфера Титана, одного из спутников Сатурна, скрывала его поверхность от взгляда. Сквозь ее мглу способны проникнуть только лучи радара и некоторые волны инфракрасного диапазона. Ученые высказывали предположения о том, что там могут обнаружиться океаны этана и метана — углеводородов вроде земного природного газа, но жидких из-за низких температур. В момент прибытия, однако, «Кассини» ничего подобного не обнаружил. Он сбросил на поверхность Титана зонд «Гюйгенс» (Кассини и Гюйгенс — имена астрономов XVII века, открывших спутники Сатурна). «Гюйгенс» (Huygens) был разработан с таким расчетом, чтобы плавать на поверхности жидкости и измерять величину волн, но он приземлился на влажную, мягкую почву, по которой была разбросана галька водяного льда.

Но, когда «Кассини» стал пролетать над полярными регионами Титана, его радар увидел какую-то гладкую поверхность, напоминающую поверхность озера. По краям этой области были ветвящиеся формы, в точности похожие на русла, заливы и бухты береговых линий на Земле. Другой инструмент позволял измерять отраженный солнечный свет. В нужный момент «Кассини» «посмотрел» в ту сторону, где можно было ожидать увидеть отблеск света от поверхности предполагаемого водоема. К восторгу Аманды, он выглядел в точности как полуденный свет, отраженный водами земного озера.

Кроме Земли в Солнечной системе жидкость на поверхности встречается только на Титане. В его обширных озерах содержится во много раз больше углеводородов, чем обнаружено на нашей планете. Гравитационные измерения «Кассини» указывают на то, что в глубине Титана находится водный океан, но облака, дожди, реки и озера поверхности — этановые и метановые, как содержимое танкера со сжиженным газом. На Титане есть погода, пляжи и приливы, но там холоднее, чем в морозилке. Это место одновременно выглядит и знакомым, и очень странным.

Многое еще только предстоит узнать. Когда у Аманды или у кого-то из ее коллег появляется идея, например гипотеза о Титане, они могут предложить команде «Кассини» проверить ее. Но необходимы оптимизм и терпение. Если такое измерение не было предусмотрено на выбранной траектории аппарата, ученые и инженеры собираются, чтобы сопоставить затраты топлива и рискованность маневра с ценностью сведений, которые могут быть получены.

Команда с Земли достигает «Кассини» через 1,5 часа. Ошибку не удастся исправить быстро, если удастся вообще. Если решение о проведении измерения принято, каждая команда моделирует его на Земле, чтобы проверить безопасность для аппарата. От идеи ученого до получения данных может пройти несколько месяцев, а иногда и лет.

Это медленный процесс, но он работает. Со временем удалось собрать удивительно подробные изображения Юпитера, Сатурна и их спутников. Это целый зверинец странных миров, к настоящему моменту — самых интересных в Солнечной системе мест для изучения. На Европе ледяная кора покрывает океан жидкой воды. Ученые обнаружили этот океан, измерив электрические токи в нем, индуцированные магнитным полем Юпитера[30]. На южном полюсе Энцелада — спутника Сатурна — в космос бьют гигантские гейзеры водяного пара и льда. Как и в случае спутников Юпитера Ио и Ганимеда, внутренний жар этих тел объясняется постоянной деформацией, вызываемой приливными силами от мощных полей тяготения Юпитера и Сатурна.

То, что мы уже знаем о Солнечной системе, говорит нам, что искать место для колонии нужно «снаружи», на этих спутниках.

* * *

Планеты зародились из газопылевого диска, обращающегося вокруг Солнца. Пока они еще были свободны, тяжелые элементы сосредоточились в более горячих его участках ближе к центру. Когда планеты сгустились, как комки в пюре, те, что были ближе к Солнцу, оказались сформированы из скальных пород и металлов. Планеты внешней части Солнечной системы вобрали в себя более легкие элементы и в основном состоят изо льда и газов.

Вода в жидкой и твердой форме вдали от Солнца встречается в изобилии. В глубинах спутников Сатурна и Юпитера содержатся скальные породы, но вода составляет куда большую долю их объема, чем у внутренних планет. Например, Титан крупнее Меркурия, его радиус на 50% превышает радиус Луны, но его плотность ниже, а тяготение, соответственно, слабее — ведь вода менее плотна, чем камень и металл.

У Юпитера примерно 67 спутников, четыре из которых были открыты Галилео Галилеем и достаточно крупны, чтобы рассматривать их возможную колонизацию: Ганимед, Каллисто, Ио и Европа. Ученые полагают, что жизнь вероятней всего обнаружить на самом маленьком из них, Европе, благодаря жидкому океану под его поверхностью. Там должно быть темно, так что, в отличие от Земли, Солнце не будет источником энергии для жизни. Но некоторые уникальные формы жизни на Земле процветают в вечной тьме в глубине океанов и под землей, черпая энергию из других источников, что возможно и на Европе.

Насколько толстый на Европе лед, и можем ли мы проникнуть сквозь него, чтобы посмотреть, не плавает ли что-нибудь под ним? На основании данных с «Галилео» ученые полагают, что толщина замерзшего слоя составляет от 10 до 100 км, но кое-где на поверхности видны айсберги, а значит, лед там тонок, и на поверхность местами могут даже пробиваться струйки теплой воды. Данные в ультрафиолетовом спектре, полученные группой ученых из Юго-Западного исследовательского университета в Сан-Антонио с помощью космического телескопа «Хаббл», указывают на возможные выходы на поверхность Европы теплой воды. Если они действительно существуют, было бы гораздо проще понять, что происходит в глубине, но эти результаты не были воспроизведены и являются спорными.

В 2014 г. NASA запросило предложения по проекту исследования Европы, в том числе и этих струй. Аманда собрала команду в Лаборатории атмосферной и космической физики Университета штата Колорадо, где она начинала свою карьеру, чтобы спроектировать ультрафиолетовый спектрометр зонда, отправляющегося к Европе. На научное обоснование, проектирование инструмента и составление сметы было всего 90 дней, так что работа превратилась в серию спешных телефонных звонков ученым и инженерам из разных организаций. Они соревновались с другими командами, желающими поставить собственные детекторы и камеры на потенциальный будущий зонд.

В планетологии происходит постоянная конкуренция: за проекты, принимаемые к реализации, за участие в них инструментов и за время на использование инструментов, когда они достигают пункта назначения. Это работает — судя по тому, что планетология развивается и растет, в то время как пилотируемые полеты, управляемые непосредственно NASA, уже много лет пребывают в застое.

Некоторые идеи по управлению наукой сохранились с 1990-х гг., со времен инициативы «Быстрее, лучше дешевле». NASA позволяет университетам и внешним группам соревноваться в создании и управлении проектами, которые меньше флагманских, дешевле и могут запускаться чаще: малобюджетными миссиями программы «Открытие» (Discovery) и «средними» в программе «Новые рубежи» (New Frontiers). Организации соревнуются в разработке проектов в рамках установленного бюджета, так что цели остаются реалистичными. JPL участвовала во многих таких соревнованиях; каждое предложение шлифовалось в процессе интенсивного разбора сильной и престижной внутренней группой под названием «Команда X», тщательно исследующей все аспекты проекта — от траектории и навигации до научных целей и канала передачи данных.

Само NASA по-прежнему занимается разработкой и управлением большими, многомиллиардными миссиями вроде старых «Викингов» и «Вояджеров», нынешней марсианской программы и миссий во внешнюю часть Солнечной системы, таких как «Галилео» и «Кассини», несущих на борту инструменты, разработанные сторонними командами. Такие миссии называются флагманскими и запускаются раз в одно-два десятилетия. Непросто добраться до Юпитера или Сатурна без флагманской миссии[31]. Требуется весьма совершенный космический аппарат, чтобы пережить семь лет путешествия, а для питания необходим кусок плутония[32], потому что далекое бледное солнце не позволяет использовать фотоэлементы.

Есть кое-какие идеи о том, как заглянуть под оранжевые облака Титана, чтобы получше узнать устройство его сложной погоды и географии, его пригодность для проживания человека и наличие там каких-либо форм жизни. Титан одновременно знаком и странен: этот мир углеводородов — отражение нашего мира воды. Дожди, времена года, волны, дюны, коренные породы — все это есть на Титане, но состоит он из других соединений. Простое любопытство требует, чтобы мы узнали, что там происходит.

Ведущей идеей была отправка грандиозного, сложного космического комплекса под названием «Миссия в систему Титан — Сатурн» (Titan Saturn System Mission, TSSM), состоящего из орбитального спутника с восемью инструментами на борту, аэростата с еще восемью инструментами и судна, предназначенного для плавания в северном полярном озере, еще с пятью. Питание у аэростата и самого спутника предполагалось атомное, с получением тепла и электричества из плутония. До Титана аппарат должен был добраться с помощью новых технологий: на электрической тяге, на так называемом холловском двигателе, запитываемом солнечной энергией.

Также замышлялась миссия из одной только лодки под названием «Исследователь морей Титана» (Titan Mare Explorer), которая обошлась бы куда дешевле — как проект класса «Открытие». Еще одна идея заключалась в отправке группы спускаемых аппаратов, которые понаблюдали бы за поверхностью Титана в нескольких климатических и геологических зонах, загадочно друг от друга отличающихся.

Все эти планы далеки от реализации, и, конечно, не все они осуществятся[33]. Большие, сложные миссии склонны расти и усложняться, пока их не приходится уменьшать, разрабатывать заново или отменять. Это процесс политический, бюрократический, соревновательный и неопределенный. Но где-то есть инженеры, разрабатывающие идеи и приближающие их воплощение.

«Мы всегда знали, что здесь сильная конкуренция, — говорит Джулиан Нотт, спроектировавший аэростат для атмосферы Титана. — Будут ли именно твои идеи выбраны для миссии к Титану? Отвечаю: шансы примерно 1/10. Невелики шансы. Но, может быть, ты предложишь идеи, а кто-то сможет их продвинуть».

«Кассини» все еще передает ценные сведения на Землю — он должен закончить работу в сентябре 2017 г. Была надежда на запуск нового аппарата «по следам» «Кассини» в 2023 г., однако сейчас это кажется маловероятным. Если подобный аппарат будет запущен в 2030 г., то он достигнет цели к 2037 г. (разве только длительность путешествия сократится благодаря более мощной ракете). К этому времени ученые, начавшие свои карьеры на «Вояджере» юными выпускниками, уже выйдут на пенсию. Аманда же все еще будет работать, и она надеется увидеть, какие будут получены данные через двадцать с лишним лет, если подобная миссия удастся.

При нынешних темпах NASA поиски возможного нового дома идут куда медленнее ухудшения состояния Земли. Но эти темпы диктуются не наукой. Как и в случае пилотируемых миссий, прогресс NASA в планетологии был быстрее в 1960-х и 1970-х гг., когда тратилось больше денег, а аппараты запускались чаще[34]. Чтобы ускорить прогресс, нам нужно больше денег и амбиций. Исследовательские планы можно воплощать за годы, а не за десятилетия. Новую миссию можно запустить еще до того, как предыдущая достигнет своей цели. Более мотивированная Земля могла бы ускорить этот процесс сейчас и получить ответы с Титана куда раньше.

* * *

В Солнечной системе только Титан буквально завален топливом, которое мы могли бы добывать и сжигать, пользуясь технологиями едва ли сложнее газовых печей, встречающихся в типичных американских домах. Земной природный газ в основном состоит из метана, как озера и моря Титана. Прибрежные дюны Титана — тоже углеводородные, в основном из более тяжелых и сложных органических соединений, которые называются полициклическими ароматическими углеводородами. Учитывая атмосферную углеводородную фабрику Титана и низкие температуры, все это логично.

Так почему же Титан не взорвется, если зажечь там спичку? Потому что там нет кислорода. На Земле мы сжигаем ископаемое топливо, поджигая сочетание богатого углеродом топлива и кислорода. При этом в виде пламени или взрыва высвобождаются связанная в топливе солнечная энергия, а также углекислый газ и вода. Атмосфера Титана состоит в основном из азота, как и на Земле, но без кислорода.

Но большую часть массы Титана составляют водяной лед или шуга, находящиеся под его углеводородной поверхностью на глубине до 100 км, а возможно, и куда меньше. Вода содержит много кислорода. Его можно высвободить, просто пропуская через воду электрический ток — это называется элетролизом. Кислород для дыхания на МКС производится методом электролиза. Так могли бы поступать и колонисты, а еще сжигать в кислороде метан и производить достаточно энергии для поддержания электролиза.

Первопроходцы могли бы прибыть на Титан с собственным источником энергии, скажем, с небольшим ядерным реактором, и первым делом заняться разработкой подземных источников воды и отделением кислорода электролизом. Энергии, полученной при сжигании метана в кислороде, с лихвой хватило бы на дальнейшую добычу льда, электролиз и обогрев жилища, а также удовлетворение остальных нужд колонии.

Имея на Титане электростанции, питаемые углеводородным топливом, колонисты могли бы строить большие, освещенные теплицы, выращивать в них пищу и перерабатывать углекислый газ, выделяющийся при сгорании, обратно в кислород. Почти все можно было бы делать из пластика, произведенного из местного сырья. Для добычи металлов и других тяжелых элементов, необходимых для питательных веществ и производства электроники, колония могла бы заняться разработкой астероидов с помощью космических аппаратов. Располагая неограниченной энергией и доступом к ресурсам, колонисты в итоге смогли бы построить дома по берегам озер, ходить по ним на лодках и летать на личном авиатранспорте.

Многие ученые воображали, каково было бы жить на Титане, ведь кажется, что это было бы так просто. Ральф Лоренц из Лаборатории прикладной физики Университета Джона Хопкинса написал о Титане пару книг. Он предлагал разнообразные исследовательские миссии, в том числе судно, похожее на буй, и ряд метеостанций. Когда мы общались с ним, он говорил о подлодке. «Любой земной транспорт можно осмысленно использовать где-то на Титане», — сказал Ральф.

Лоренц отмечает, что на Титане люди могут выжить без скафандров, передвигаясь тепло одетыми и в кислородных масках, и жить в негерметичных зданиях. Нетрудно вообразить себя в странном оранжевом ландшафте Титана, стоящим на влажном, мягком грунте вроде того, который обнаружил зонд «Гюйгенс», с разбросанной вокруг галькой твердого льда. Температура там около –180 °C, но в одежде с толстой теплоизоляцией или нагревающими элементами было бы комфортно. Если одежда прорвется, это не убьет вас — главное не замерзнуть. Здесь не нужен громоздкий герметичный костюм вроде тех, что астронавты носят на Луне или в вакууме космоса.

Жилище на Титане может быть устроено подобно жилищам в полярных областях Земли, с использованием воздухонепроницаемой изоляции и свай, уберегающих от таяния лед и замерзшие углеводороды, на которых оно стоит. Простые двойные двери удержат кислород внутри. Если жилище даст течь, ее нужно устранить, но никакой непосредственной угрозы она не представляет. Устранить проблему до надлежащего ремонта можно куском изоленты. Вездесущие углеводороды содержат немало канцерогенов, поэтому, входя домой, важно почистить и снять уличную одежду.

У Титана и Антарктики есть некоторое сходство. Чтобы выжить в этих местах, требуется активное использование технологий, самое важное — обогрева. И туда и туда нужно везти припасы. Чтобы остаться в таком месте навсегда без внешней поддержки, понадобится источник энергии и производство пищи в закрытом помещении. В Антарктике, вероятно, полно ископаемого топлива, однако, чтобы его получить, потребуется пробить толстый лед. На Титане топливо лежит прямо на поверхности, а вот кислород придется добывать из недр. И там и там, чтобы выйти наружу, нужно подобающим образом одеться. Температура на Титане куда ниже, но погода там спокойнее.

Главное отличие Антарктики от Титана в том, что в Антарктике можно дышать атмосферным воздухом. Атмосфера Земли почти на 80% состоит из азота и на 20% — из кислорода. Атмосфера Титана — на 95% из азота и на 5% из метана. Мы не можем жить без кислорода, но все же воздух Титана для нас не является мгновенным ядом. В нем достаточно цианида, чтобы от него сильно разболелась голова, а азот приведет к наркозу, знакомому водолазам: обратимому состоянию, похожему на опьянение. При поломке дыхательного аппарата вы потеряете сознание через минуту, но вас можно возвратить к жизни, если вовремя предоставить доступ к кислороду.

Давление атмосферы Титана на 50% выше, чем на Земле. Этой атмосферы более чем достаточно для защиты от радиации и микрометеоритов. Из-за холода воздух также вчетверо плотнее, чем на Земле. Это приводит к двум любопытным побочным эффектам. Первый — медленно меняющаяся устойчивая погода. Второй — в слабом поле тяготения Титана легко летать.

Тяготение Титана составляет лишь 14% земного, даже меньше, чем лунные 17% (Титан куда крупнее Луны, но Луна содержит больше скальных пород, масса которых порождает более сильное тяготение, чем вода, из которой по большей части состоит Титан). В слабом лунном тяготении астронавты «Аполлона» передвигались прыжками, как при замедленной съемке, будто воздушные шарики, отскакивающие от пола. На Титане с еще меньшей гравитацией их бы дополнительно поддерживала плотная атмосфера; в костюме с крыльями они легко планировали бы на значительные расстояния.

Стоит добавить немного движущей силы, и человек сумеет летать на Титане. Это можно делать, взмахивая крыльями, прикрепленными к рукам, или с помощью педалей, соединенных цепной передачей с пропеллером. Электрический пропеллер был бы практичнее и удобнее, ведь не очень-то приятно потеть в очень теплой одежде от интенсивных физических нагрузок. Если сломаются крылья, аппарат плавно опустится на поверхность со скоростью около 6 м/c. Предельная скорость падения в атмосфере Титана в 10 раз меньше, чем в атмосфере Земли.

Еще более разительное отличие жизни в Антарктике от жизни на Титане — возможность вернуться домой. Человеческое тело, вероятно, приспособится к Титану таким образом, что это затруднит возвращение на Землю.

Наши тела обусловлены тяготением. Кости бегунов формируются более прочными благодаря силе, с которой их стопы сталкиваются с землей. Пациент, надолго прикованный к больничной койке, теряет мышечный тонус и порой ослабевает настолько, что не может стоять. NASA разобралось, как тренировать астронавтов на МКС, чтобы они сохраняли мышечную массу и плотность костей в ходе шестимесячного пребывания в невесомости, но для этого требуется проводить на специальных тренажерах по два часа в день. Большинство колонистов на Титане, скорее всего, будут придерживаться распорядка тренировок не лучше типичного обитателя Земли с неиспользованным абонементом в спортзал. Со временем они, скорее всего, слишком ослабнут для того, чтобы жить на Земле.

Колонисты также будут зависеть от искусственного освещения. Каждый, кто жил в северных широтах, знает, что естественный свет и темнота регулируют жизнь, влияют на настроение и работоспособность как в помещениях, так и на улице. На полюсах солнце светит все лето, а всю зиму стоит ночь. На полюсах никто, кроме исследователей, не живет, но жителям северных регионов намного южнее полюса все равно приходится приспосабливаться к изменениям освещенности физически и с помощью технологий. Коренные народы пережидали зиму, получая из пищи вроде жира морских млекопитающих витамин D, который жители умеренных климатических зон получают от Солнца. Летом народы Севера становятся энергичными и долгими солнечными днями запасают пищу.

Современные обитатели полярных климатических зон поддерживают суточный цикл сна и бодрствования искусственным освещением. Они питаются обработанной пищей, содержащей витамин D (однако зачастую в недостаточном количестве). В отсутствие регулируемого суточного цикла и достаточного количества яркого света и витамина D многие люди впадают в депрессию и сезонную хандру, начинающуюся с осенним ослабеванием естественной освещенности.

На Титане освещение помещений и подобающая диета будут круглогодичной необходимостью. Естественные циклы света и темноты будут совершенно непривычными. Будучи спутником Сатурна, Титан всегда повернут к нему одной и той же стороной. Однако оранжевая атмосфера, вероятно, не позволяет увидеть звезды и планеты. (Во всяком случае, Титан находится в плоскости колец Сатурна, так что их не будет видно.) Колония, без сомнения, была бы построена на стороне Титана, обращенной к Сатурну; в этом месте отраженный от Сатурна свет, вероятно, поддерживает слабую освещенность в течение всего дня, за исключением времени, которое Титан оказывается в тени Сатурна. День длится 16 земных суток, так что пару недель освещение будет слегка усиливаться Солнцем, а следующая пара недель будет потемнее. Год на Титане равняется 29 земным годам, так что каждое из четырех времен года длится примерно 7,5 лет. «Кассини» исследовал Титан почти половину местного года, начав летом у южного полушария; сейчас начинается лето в северном полушарии, и мы лишь начинаем понимать влияние сезонов на погоду.

Нам пока еще многое не известно о Титане, но мы знаем, что если туда доберемся, то смогли бы там жить.

Будущее

Во всем мире развернулся климатический кризис и вместе с ним — бесконечные рассуждения о колонизации какой-нибудь планеты, породившие крайне нереалистичные ожидания о том, какое количество людей сможет покинуть Землю. Круглосуточные новостные обзоры прибрежных катастроф и миграций в пустыне нередко содержали высказывания одного-двух экспертов о возможности заселения спутников Сатурна и Юпитера.

Наконец в Женеве состоялась встреча представителей правительств. Целью встречи был выбор пункта назначения. Только что ураган разрушил последний барьерный остров Восточного побережья рядом с Нью-Джерси и Северной Каролиной, волны захлестнули городки в глубине материка. В Нью-Йорке волны смыли строящуюся Бруклинскую дамбу, уничтожив районы в окрестностях Кони-Айленд и Брайтон-Бич и затопив линии метро B, D и Q. Но подобные катастрофы уже стали обычным делом. Новостные выпуски сосредоточились на встрече в Женеве, казавшейся источником надежды.

Существующие варианты были отлично известны всем присутствующим, но свободных мест в богато украшенном зале не было. Из внешней части Солнечной системы прибыли новые строго охраняемые данные. Все заключенные в них сюрпризы станут известны именно на этой встрече. Работа Международной комиссии приоритетности планет (МКПП) велась в атмосфере секретности.

Выходя к кафедре, профессор, председатель Технического комитета МКПП не смог подавить самодовольной улыбки. Знаменитый гений, нобелевский лауреат и любимец СМИ, известный своим едким юмором, он обладал статусом и уверенностью в себе, необходимой, чтобы выступить перед толпой представителей глобальных сил в покровительственном тоне, отработанном на лекциях перед огромными студенческими аудиториями.

Профессор решил продлить свое пребывание в центре внимания, проведя обзор сведений, уже известных собравшимся министрам, секретарям и научным советникам президентов. Он напомнил им, что задачей комитета был поиск нового мира, отвечающего четырем требованиям: (1) колония должна быть пригодной для проживания семей и безопасного воспроизводства; (2) колонии не должны угрожать какие бы то ни было события, могущие ее уничтожить; (3) колония должна экономически оправдывать долгосрочные инвестиции; (4) колония должна иметь возможность перейти на самообеспечение в случае потери связи с Землей.

«Думаю, всем нам известно, что Марс и Луна не подходят для создания там автономных колоний, — начал он. — Их преимущество в том, что они близки к нам и хорошо изучены. Мы можем туда добраться. Но в отсутствие атмосферы мы будем вынуждены вечно жить в убежищах или под землей в герметичных жилищах. Как мы уже знаем, нарушение подобной оболочки может привести к катастрофе, а вылазки наружу в скафандрах всегда будут делом непростым и рискованным.

Даже если мы преодолеем эту сложность, исследования наших социологов говорят, что люди не хотят постоянно жить под землей. Так мы могли бы жить и на нашей планете. Построенные некоторыми из весьма обеспеченных людей подземные убежища от климатических и радиационных угроз обычно пустуют.

Вода на Луне имеется, но ее количество ограничено, а добыча — трудна. Китай построил сооружение для добычи льда на лунных полюсах и производства водорода и кислорода посредством электролиза, питание которого обеспечивается солнечными панелями, но использование этого сооружения ограничивалось поддержкой самих лунных миссий. На Марсе добыча воды сопряжена с аналогичными сложностями.

Есть некоторый корпоративный интерес в генерации энергии на Луне с помощью более крупной установки наподобие китайской базы с использованием солнечных батарей для производства топлива с высокой плотностью, которое может быть доставлено на Землю. Мы не уверены в том, оправдана эта идея экономически или же, скорее, имеет смысл проводить весь процесс на орбите и передавать энергию на Землю с помощью лазера или микроволн. В любом случае энергия на Земле слишком дешева, чтобы подобные вложения оказались жизнеспособными в обозримом будущем.

На поверхности Луны также имеются отложения изотопа гелия — гелия-3, — подходящего для использования в термоядерных реакторах. К несчастью, до создания коммерческого термоядерного реактора, который производит больше энергии, чем потребляет, остается по меньшей мере несколько лет, и реакторы, которые мы пока можем построить, очень большие и капризные. Вряд ли они станут мобильными в скором времени. Если нам удастся добиться, чтобы ядерный синтез заработал, вполне прибыльной станет добыча гелия-3 на Луне и его доставка на Землю.

Но это отвечает лишь одному из наших критериев. Если добыча ресурсов станет для Луны рабочей финансовой моделью, это вряд ли приведет к ее колонизации. Было бы проще возить рабочих туда и обратно, чем переместить их семьи на расстояние трех дней пути на Луну. И мы не видим никаких способов сделать лунную базу самодостаточной.

На Марсе полно водяного льда, но беспокоит полное отсутствие признаков существования там жизни. Мы уверены, что он стерилен по неким достаточно веским причинам. Также мы не нашли никакого источника энергии. Резюмируя, Марс ничем не лучше Луны, добраться туда гораздо труднее, что мы видим по пилотируемой программе NASA.

Следующий относительно близкий пункт назначения — Венера. Последний раз мы отправляли туда зонд десятилетия назад. Атмосфера там плотная. На самом деле тамошнее атмосферное давление эквивалентно давлению в земном океане на глубине 1000 м. Также она отравлена кислотой и разогрета настолько, что там плавится свинец.

Тем, кто участвует в сегодняшних обсуждениях глобального потепления, будет интересно узнать, почему на Венере так жарко: ее атмосфера богата двуокисью углерода. Венера перегрета из-за вышедшего из-под контроля парникового эффекта и представляет собой конечный результат того процесса, который сейчас происходит на Земле».

Профессор взял карточку, переданную ему группой по связям с общественностью, и прочел притворно серьезным тоном:

«Однако меня попросили подчеркнуть, что мы не знаем наверняка, окажется ли то количество двуокиси углерода, которое мы выбрасываем в атмосферу при сжигании ископаемого топлива, достаточным, чтобы сделать Землю непригодной к обитанию, как Венера. Нужны дальнейшие исследования».

Он отложил карточку и продолжил:

«Другие возможные варианты располагаются куда дальше, во внешней части Солнечной системы. Солнце там тусклое, а планеты газообразны. Мы не можем построить космическую станцию на Юпитере или Сатурне, потому что у этих планет нет твердой поверхности. Они больше похожи на солнца, оказавшиеся недостаточно большими, чтобы загореться. Сплошная атмосфера.

Мы исследовали идею строительства колонии в атмосфере Сатурна или Юпитера. Жилище с правильно подобранной плавучестью могло бы висеть на определенном уровне атмосферы одной из этих газовых планет подобно лодке, обеспечивая подобающее тяготение и устойчивое основание для жизни.

Эта идея отвечает большинству наших критериев: защита от радиации и микрометеоритов, внешнее газовое давление, исключающее взрывную разгерметизацию, и атмосфера, содержащая некоторые необходимые материалы. Там мы могли бы добывать гелий-3, как на Луне, это преимущество на будущее. Но сейчас для нас там нет источника энергии и более тяжелых элементов».

Госсекретарь США, сидевший в первом ряду, шумно прокашлялся.

«Давайте дальше, профессор. Никто не хочет жить в лодке на Юпитере. Давайте перейдем к сути доклада, спутникам Сатурна и Юпитера».

Профессор сделал небольшую паузу и включил проектор. На нем появилось изображение Сатурна и его спутников, проносящихся мимо: видео с зонда «Саган», ранее известного как TSSM. Все было и так ясно, но профессор сопроводил его комментарием. Глубины Энцелада интересны, но снаружи он выглядит как бильярдный шар, сделанный изо льда. Аналогичные данные с зонда около Европы. Никакой атмосферы. Много воды, мало всего остального. Трудно себе представить, как там жить.

«Мы создавали эти аппараты, чтобы искать жизнь, — сказал профессор. — Поиск места для колонии тогда не входил в наши приоритеты. Мы не готовы подробно отчитываться о поисках жизни, но можем предположить, что эти спутники — странное место для проживания человека; мы считаем, что вряд ли там кто-то сможет жить».

Возникло изображение нечеткого оранжевого шара. Он начал приближаться, заполняя экран.

«Однако совсем другое дело — Титан, — продолжал профессор. — Если мы сумеем благополучно добраться туда с необходимым начальным запасом материалов, то он отвечает всем критериям нашего поиска».

Изображение на экране сменилось оранжево-коричневым прибрежным ландшафтом, плывущим в кадре: темные волны мягко бьются о песчано-галечный берег.

«Мы рассмотрели состав нескольких областей поверхности Титана; можем описать его почву — это углеводороды и коренные породы, состоящие из водяного льда с примесью аммиака. Атмосфера азотная, а дождь и снег — из углерода и водорода, то есть из метана CH_4, этана C_2H_6 и более сложных углеводородов. Газообразного кислорода нет, весь кислород связан в водяном льде H_2O.

Итак, формы рельефа этого мира похожи на земные — озера, холмы, пляжи, болота, но все состоит из других соединений. Ядро Земли из железа, ядро Титана каменное. Мантия Земли из расплавленных скальных пород, мантия Титана из водяной шуги. Почвы Земли — это сочетание минералов и органических соединений, на Титане почва полностью органическая».

Раздался голос из задних рядов: «А где динозавры? Откуда взялись органическая почва и ископаемое топливо без динозавров?»

«Ах, да. Здесь есть неспециалисты.

Итак, мы всегда знали, что при температуре, обычной на расстоянии более 9 астрономических единиц, то есть девятикратно превышающем расстояние от Солнца до Земли, из элементов, присутствующих во внешней части Солнечной системы, формируются углеводороды. В верхних слоях атмосферы Титана энергия солнечного излучения приводит к формированию более сложных углеводородных молекул, придающих ему оранжевую окраску. Спускаемый аппарат «Гюйгенс» обнаружил, что оранжевый туман простирается до самой поверхности, на которой видимость составляет 45 м. Поясню для присутствующих здесь американцев: это около 50 ярдов. Мы воссоздали эти тягучие, коричневатые толиновые полимеры в лаборатории, облучая метан и этан ультрафиолетом, как это происходит в атмосфере Титана!»

Профессор помолчал и лукаво улыбнулся.

«Но, вижу, я вас утомил, — произнес он. — Вы спрашивали о динозаврах».

Профессор вывел на экран видеоизображение глубин озера на Титане и сказал:

«Это прислал наш погружаемый буй. Мы держали эти видео в строгом секрете. Вы видите его первыми, не считая членов нашей группы. Мы не уверены в том, как следует называть эти объекты, проносящиеся ближе к краю изображения. Кажется, они передвигаются автономно. Как вы знаете, это море размером примерно с озеро Верхнее, расположенное в США, состоит главным образом из этана, метана и ацетилена. Никакой воды. Так что мы не уверены в том, как назвать эти создания. Слово “рыба” обычно подразумевает наличие воды».

Зал взорвался аплодисментами. Профессор ухмыльнулся.

«Да, мы обнаружили на Титане форму жизни, основанную не на воде, — пояснил он, перекрикивая шум. — И я хочу добавить небольшое примечание к нашему подтверждению пригодности Титана для создания на нем человеческой колонии. Он отвечает всем требованиям, поставленным перед нашим комитетом. Но нас не спрашивали о критериях, касающихся возможного столкновения с местными формами жизни».

Настоящее

Возможно, на Титане есть жизнь, химия которой полностью отличается от химии жизни на Земле. Этому даже есть некоторые подтверждения.

На Земле энергия Солнца питает жизнь, поддерживая химические реакции с участием углекислого газа, кислорода и воды. Растения и водоросли, используя солнечную энергию, соединяют воду с углекислым газом, выделяя кислород и откладывая сахара. Животные, грибы и реакции горения потребляют сахара, отложенные растениями, окисляя их, используя энергию и выделяя воду и углекислый газ. Углерод кочует туда и обратно в относительном равновесии фотосинтеза и дыхания, по крайней мере пока не приходит разумный вид (вроде нас) и не сжигает древние продукты фотосинтеза — ископаемое топливо — и не высвобождает углерод, давным-давно выведенный из уравнения, таким образом нарушая равновесие цикла.

Такого не может быть на Титане, так как там нет газообразного кислорода и жидкой воды. Но ключ к жизни — в возобновляющемся химическом цикле, дающем организмам энергию, и такой цикл там существует. В верхних слоях атмосферы энергия Солнца химически связывается в углеводородах, которые выпадают осадками на поверхность спутника. Смогли бы животные получать эту энергию? На Земле некоторые необычные бактерии действительно извлекают энергию из молекулярных связей углеводородов. На Титане цикл испарения и осадков пополняет запас углеводородов, преобразованных Солнцем. Они могут служить непрерывным источником энергии для основанных на метане организмов.

Водяной лед занимает на Титане такое же место, как земные скальные породы. Жидкий метан занимает место воды. Животные Земли состоят из углерода и воды. В озерах и морях Титана, возможно, обитают животные из углерода и метана. Они могли бы перерабатывать ацетилен (C_2H_2) и водород (H_2), извлекая энергию и выделяя метан (CH_4).

В верхних слоях атмосферы Титана образуется ацетилен. Подробности этого процесса прояснил среди прочего Карл Саган. Он предположил существование углеводородов там, где их ингредиенты — распространенные легкие элементы, — витая в пространстве, постоянно бомбардируются ультрафиолетовым излучением Солнца. В 1970-х гг. он со своими коллегами-исследователями воссоздал условия внешней части Солнечной системы в лаборатории и произвел партию красного желе, состоящего из разнообразных углеводородов. Они назвали эту субстанцию толином, а также звездным дегтем.

Саган также размышлял о том, как распознать наличие жизни, радикально отличающейся от нашей. В 1990 г., когда «Галилео» пролетал около Земли на пути к Юпитеру (аппарат получил дополнительное ускорение в гравитационных маневрах вокруг Земли и Венеры, как если бы был раскручен пращой), Саган использовал эту возможность, чтобы попытаться обнаружить жизнь на нашей планете. Это была проверка инструментов аппарата на способность самостоятельно обнаружить жизнь. Результаты были опубликованы в научной статье, написанной так, будто о наличии на Земле жизни ничего не известно; они демонстрировали, как следует толковать данные о Титане, которые будет отправлять «Кассини».

Инструменты для оптической съемки не обнаружили явных свидетельств наличия жизни на Земле: на десятке случайных снимков оказались Антарктика и австралийская пустыня. Саган вычислил, что шансы обнаружить жизнь таким способом невелики. С другой стороны, бесспорным свидетельством в пользу наличия жизни были упорядоченные электромагнитные сигналы, испускаемые вещательными антеннами. Но так обнаруживаются только разумные формы жизни, которые строят радиостанции.

Сведения, наиболее полезные в изучении других планет, дает химия атмосферы. Планета — это огромный химический реактор. В отсутствие жизни, влияющей на сочетание химических соединений, планета производит предсказуемое сочетание атмосферных газов, обусловленное ее удаленностью от Солнца, магнитным полем, геологией и другими измеримыми параметрами. В своей статье Саган указывал, что в атмосфере Земли содержится слишком много кислорода, метана и оксида азота. Этого дисбаланса недостаточно для доказательства наличия жизни, отклонение от ожидаемых результатов могло быть вызвано какими-то аспектами химии планеты, но результаты измерений требуют дальнейшего исследования наличия жизни.

Крис Маккей из Исследовательского центра Эймса NASA и другие ученые указали на то, что если на Титане существует жизнь, основанная на метане, то там будет наблюдаться подобный дисбаланс. Но следы жизни метановой будут отличаться от следов жизни водной. Измерения Сагана с помощью «Галилео» показали избыток кислорода, метана и оксида азота на Земле, потому что растения и животные перерабатывают углекислый газ и воду. На Титане ультрафиолетовая химия в верхних слоях атмосферы выполняет ту же работу, что и растения на Земле, — улавливает энергию Солнца. Эти молекулы — ацетилен и водород — дождем падают на поверхность, где животные могут извлекать накопленную в них энергию для жизни и выделять метан.

Так же как «Галилео» исследовал Землю, «Кассини» обнаружил предсказанный химический дисбаланс на Титане: недостаток ацетилена и водорода, как если бы эти молекулы на поверхности подъедала метановая жизнь. На поверхности должен был наблюдаться недостаток ацетилена, и «Кассини» его также обнаружил. Кроме того, должен наблюдаться нисходящий поток водорода из верхних слоев атмосферы и его недостаток на поверхности — это тоже наблюдается, и мы знаем модель, объясняющую, как это может происходить.

Используют ли этот ацетилен и водород какие-то существа? Или некий неизвестный нам химический катализатор на поверхности позволяет химикатам реагировать без участия жизни? Химики не нашли такого катализатора, астробиологи же говорят, что эта возможность наиболее вероятна. То же можно сказать и о Земле. Саган говорил, что неизвестные химические процессы являются более правдоподобным объяснением дисбалансов, обнаруженных «Галилео» в земной атмосфере, чем жизнь. Но порой верно менее вероятное объяснение. В любом случае химический дисбаланс Титана — сильнейший аргумент в пользу существования современной нам внеземной жизни.

* * *

Титан может стать ступенькой на пути с Земли, если этот шаг окажется нам по силам. Мы не можем добраться туда при нынешнем уровне технологий. Чтобы узнать о странной атмосфере Титана и его углеводородном ландшафте, мы потратили десятилетия, отчасти потому что полет занимает семь лет в один конец, но также и из-за финансирования, не позволяющего запускать миссии чаще. При нынешних темпах развития технологий и затратах люди не высадятся там ни при нашей жизни, ни при жизни наших детей, а перспектива колонии так далека, что строить прогнозы на этот счет не представляется возможным.

Пик бюджета NASA, если рассчитывать его как долю в экономике США, приходится на 1966 г. Мы так и не оправились от успеха «Аполлонов». А для того чтобы построить колонию на Титане, нам понадобится нечто куда большее, чем «Аполлоны» и вообще что-либо из того, что мы когда-либо пытались делать. Нам нужно отправить на Титан не маленькую хрупкую капсулу, а космический лайнер с тяжелым грузом. Это будет значительное промышленное предприятие, и стоить оно будет больше, чем правительства когда-либо тратили на науку.

Но мы можем попасть туда и без помощи правительства.

4. Как построить ракету быстро

В ярко освещенном помещении размером со спортивную арену кипела активность: рабочие SpaceX, в основном молодежь в повседневной одежде, трудились над ракетами величиной с авиалайнер, находящимися на разных этапах сборки. Похожие на крылья самолета, у одной из стен стояли готовые опоры первой ступени, способной вертикально приземлиться на Землю после доставки в космос полезного груза. К потолку был подвешен прототип капсулы, в которой на орбиту будут добираться астронавты. Швеи изготавливали скафандры, похожие на киношные костюмы. Все это напомнило нам комиксы про Тентена: именно такая картина возникает в воображении при попытке представить себе космический центр.

Наш провожатый Джеми Хаффман сказала: «Правило номер один — функциональность. Правило номер два, не менее важное, — фактор классности».

Чарльз сказал, что у Джеми, должно быть, по-настоящему классная работа. Она ответила: «Господи!»

Но мы не до конца понимали, насколько классная у нее работа, полагая, что Джеми — экскурсовод. Ей было 25 лет, она пришла в SpaceX сразу после учебы и обладала энтузиазмом гида. Но Аманда устраивала экскурсию через друзей своих друзей, начав со своего коллеги, знакомого с владельцем компании Илоном Маском. На самом деле Джеми отвечала за вторую ступень ракеты — ту ее часть, что поднимает полезный груз в космос. Она объяснила это, показывая одну из них.

— Обо всем, что происходит с этой ступенью, решения принимаю я, — сказала она.

К тому времени у Джеми было уже 5 успешных запусков ракеты Falcon 9 из 5 попыток, в том числе миссий снабжения МКС, доставивших обратно на Землю образцы крови и мышей. Ее уверенность в себе была непоколебима. Но, в отличие от большинства высокопоставленных ученых и инженеров, которых мы встречали, она не осознавала собственной важности и значительности своих достижений. Она говорила так, как ребенок говорит о джойстике от своей приставки и о фильмах о Железном человеке (первый из которых частично снимался в SpaceX). В ответ на вопрос о том, будет ли она нервничать, когда астронавты полетят на ракете Falcon, она ответила: «Не особенно. Я знаю, что с моей ступенью все в порядке. Я знаю, что она в полном порядке, а если это не так, то я это исправляю».

Именно эта беседа убедила нас в том, что колонизация космоса реальна и приближается скорее, чем многие думают. SpaceX Илона Маска нашла ключ. И ключ этот не в технологиях, хотя они создают и потрясающие технологии. Это дух инноваций, это веселье, сопутствующее изобретательству, и взгляд молодежи на мир. Кажется, в SpaceX все — ровесники Джеми, и им никто не сказал, что нельзя изобретать новые ракеты быстро, надежно и дешево и сейчас же отправлять их в космос. Они в том возрасте, в котором мечтатель еще не сломлен и даже не знает, каков он — вкус настоящего провала.

Предыдущий день мы провели в Лаборатории реактивного движения в другой части Лос-Анджелеса. Аманда проработала там 12 лет, но воспротивилась новым драконовским правилам безопасности и перевела свои проекты и гранты в некоммерческий Институт планетологии, позволяющий ей работать дома. Этот ход оказался весьма удачным, но с одним большим недостатком: она оказалась по другую сторону от барьера безопасности, нежели ее коллеги, оставшиеся в JPL. Она осознала глубину этого недостатка вскоре после перехода, посетив научную встречу с командой «Кассини» в одной из аудиторий JPL. Кто-то забыл внести ее имя в списки. Когда охрана обнаружила ее, Аманду вывели из аудитории и выдворили из кампуса.

Находиться там неприятно. Даже отметившись в пресс-службе и получив бейдж от охраны, ожидая в центре для посетителей, гость никогда не остается один, даже в кафе. Сотрудники не могут свободно пройти из одного здания в другое без обоснования и позволения. Это место походит на территорию колледжа, только здесь тише, чем в любом кампусе.

Талантливый молодой инженер-робототехник Пауло Йонсе встретил нас в кафе, чтобы отвести в лабораторию, где собирают марсоходы нового поколения. Это было занятное помещение с верстаками для сборки оборудования, компьютерами и большой кучей песка, где испытывались маленькие роверы. Здесь собирают прототипы марсоходов. Но атмосфера более чем расслабленная. Вокруг больше никого не было. Из боковой комнаты доносилась музыка: в перерыве на ланч там репетировал духовой оркестр коллег Пауло.

Проект «Марс 2020» предусматривает доставку на Марс еще одной копии Curiosity: с такой же электроникой и компьютерами, но с новыми приборами для поиска свидетельств прошлой жизни и сбора образцов грунта, которые он должен оставить на поверхности планеты. Как эти образцы потом попадут на Землю, пока не известно. Их могла бы привезти отдельная миссия, пока не финансируемая, не проектируемая и даже не планируемая. Пауло разрабатывает контейнеры для хранения образцов, оставляемых на поверхности Марса на тот неопределенный срок, который понадобится следующему аппарату, чтобы добраться сюда и забрать их. Разработка всего устройства — руки, загребающей грунт и откладывающей образцы в герметичные цилиндрические контейнеры, — займет по меньшей мере 12 лет, от первоначального замысла в 2008 г. до запуска в 2020 г.

Пауло уже восемь лет в JPL. Поначалу он работал с задумками разных роботов, которые, как надеялись инженеры, могли оказаться интересны ученым. В JPL изготавливали роботов-альпинистов, туннелепрокладчиков, прыгунов, но применение нашлось только вездеходам. Спустя три года он переключился непосредственно на разработку технологий. «Последние пару лет мое внимание сосредоточено на том, как собирать образцы и складывать их в контейнеры», — рассказал он.

Мы спросили Пауло о том, побывала ли какая-нибудь из его разработок в космосе. Подумав мгновение, он сказал, что отвечал за пружину в буре на конце «руки» Curiosity. Он помог выяснить требования к пружине и определить, какая жесткость подойдет в марсианской среде. Он участвовал в выборе материала, написании спецификаций, испытании пружины и ее встраивании в манипулятор. Это заняло годы. «Я сам не видел эту пружину внутри руки, но получил некоторое удовлетворение от того, что был частью команды», — сказал он.

На следующий день мы задали тот же вопрос Джеми Хаффман — побывала ли какая-нибудь из ее разработок в космосе? Она не поняла вопроса. Она уже рассказала нам о «своей» ракетной ступени, летавшей к МКС. Она только недавно поменяла тип установленных в ней клапанов на другой, по ее мнению, более подходящий для выполнения необходимых задач. Тогда мы спросили, сколько времени требуется, чтобы осуществить новую идею и воплотить ее в ракете. Она ответила: «В тот же день, если захочется».

Проектная команда SpaceX находится на том же этаже, где ведется сборка ракет. Когда Джеми подбрасывает им идею, они делают проект на компьютере и печатают на 3D-принтере, изготавливающем металлические детали куда точнее, чем на металлообрабатывающем станке. Сборщики ставят деталь на ракету. Команда контроля качества, которая вдвое больше любой другой группы в компании, проверяет работу. С исправно работающей базовой ракетой усовершенствования легко провести и затем воспроизвести в следующем экземпляре.

Традиционно аэрокосмические фирмы, полагающиеся на правительственные контракты, распределяют работу по субподрядчикам, заводы которых находятся в разных избирательных округах. Как известно всем, кто занимался перестройкой дома, каждый дополнительный субподрядчик — это еще одна возможная задержка, сложность, а также причина трудностей у других работников. В SpaceX все, что только можно, происходит в одном помещении. Как можно больше деталей — в том числе компьютеров — заказываются готовыми у поставщика. Все уникальное производится с нуля людьми, работающими бок о бок с теми, кто устанавливает детали на ракету. Ответственность и авторство ясны членам команд, остро чувствующим цель своей деятельности и объединенным общим видением.

Также в SpaceX ценят простоту. Компания помнила об этом, разрабатывая ракету, как производители автомобилей и других массовых промышленных продуктов, разрабатывая их, помнят о производстве. После того как очередной Falcon изготовлен в Лос-Анджелесе на бывшем заводе по сборке «Боингов-747» в Хоторне, ракета проходит полномасштабное огневое испытание в Техасе и отправляется на запуск во Флориду[35]. Для перевозки огромной первой ступени по стране могло понадобиться строительство спецтранспорта, но инженеры SpaceX просто приделывают к ракете колеса и крюк для сцепления с тягачом и везут ее по шоссе, как если бы это был обычный фургон. Еще они придумали[36], как собирать ракету в лежачем положении, чтобы обойтись без высокого помещения, вмещающего 70-метровую ракету, а сборщикам не нужно было подниматься на большую высоту.

Когда очередная ракета доказывает свою надежность, следующую модель основывают на ней, так что уже работающее оборудование производится потоком, а не разрабатывается заново и не собирается вручную[37]. Новый Falcon Heavy, который должен стартовать в 2016 г., нарастит мощность и грузоподъемность Falcon 9 простым утроением числа ракетных блоков с двигателями[38]. Он выглядит как три склеенные бок о бок ракеты и, по сути, ими и является. Это будет самая мощная ракета в мире с полезной нагрузкой, более чем вдвое превышающей грузоподъемность ракеты-конкурента, финансируемой NASA[39]. Falcon Heavy способен отправить на орбиту 53 т груза — массу, сравнимую с массой полностью загруженного реактивного «Боинга-737».

А еще у Falcon Heavy отличное промовидео. Это 30 секунд анимации взлета ракеты под качающий хэви-металлический саундтрек, без дикторского текста. Это больше похоже на видео об экстремальном спорте, чем на коммерческую рекламу.

Говоря по справедливости, большинство технологий, используемых SpaceX, первоначально были разработаны NASA. Самая важная инновация в SpaceX — снижение себестоимости. Обычно правительство пользовалось для запуска услугами компании United Launch Alliance (ULA) — совместного предприятия Lockheed Martin и Boeing, — применяющей ракеты Delta и Atlas той же линейки, которую NASA впервые запустило более 50 лет назад[40]. Правительство выделяет ULA $1 млрд ежегодно, просто чтобы предприятие оставалось готовым к военным запускам и запускам для NASA, плюс огромные контракты на внеконкурентной основе, поднимающие среднюю стоимость запуска далеко за отметку $400 млн. SpaceX публикует цены прямо на своем сайте: $61 млн для Falcon 9 и $85 млн для Falcon Heavy. И SpaceX зарабатывает.

Есть и другие компании, работающие в этой области. И у Boeing, и у SpaceX есть контракты по отправке астронавтов на МКС[41]. ULA работает над новым ракетным двигателем с обновленной технологией. У других есть свои идеи. Компания Blue Origin, принадлежащая миллиардеру Amazon Джеффу Безосу, с 2015 г. запускает суборбитальные ракеты, которые вскоре станут возить полезный груз. В 2013 г. Безос заплатил за извлечение деталей девятитонных ракетных двигателей ракеты «Сатурн-5» из Атлантического океана с глубины 4 км — в их числе, вероятно, и двигателей, доставивших Нила Армстронга на Луну, — будто выкопал сокровища ушедшего мира гигантов. Ничего сравнимого по мощности не строили с тех самых пор[42], хотя Falcon Heavy и наступает «Сатурн-5» на пятки (и даже может поднять с Земли миссию на Луну или Марс).

NASA тоже работает над собственной большой ракетой, даже больше и мощнее, чем «Сатурн-5», под названием «Система космических запусков» (Space Launch System, SLS), с капсулой для экипажа «Орион» (Orion); в 2014 г. последняя прошла беспилотные испытания. Проект продолжает дело отмененной программы президента Буша-младшего «Созвездие», начатой десятилетие назад, и первый полет NASA планирует на 2017 или 2018 г.[43] NASA рекомендовало заказать эту работу SpaceX или ULA — Маск предложил построить даже большую ракету за куда меньшие деньги, — но Конгресс настаивает на более дорогой модели «сделай сам», возможно, думая о рабочих местах в конкретных избирательных округах[44].

Компания Bigelow, базирующаяся в Лас-Вегасе, планирует строить жилые модули и целые отели на орбите. Недавно ее надувной модуль, доставленный ракетой Falcon компании SpaceX, пристыковался к МКС для испытаний, и она предлагает отдыхающим двухмесячную поездку на планируемую частную космическую станцию за $51 млн с человека. Другие инвесторы и любители космоса тоже объявляли о своих планах, иногда реалистичных, а порой и сомнительных. Была одна контора, продвигавшая дешевую миссию на Марс в один конец, которую предполагалось финансировать доходами от телевизионных трансляций и пожертвованиями. Желание полететь выразили 200 000 человек.

Большие правительственные контракты пока заключались только с крупными аэрокосмическими компаниями и SpaceX, а также с Orbital Sciences, ныне известной как Orbital ATK, — компанией, основанной бывшими сотрудниками NASA и связанной с агентством теплыми отношениями. В 2008 г. NASA заключило контракты со SpaceX и Orbital на снабжение МКС: 12 полетов SpaceX за $1,6 млрд и 8 полетов Orbital за $1,9 млрд. Ракета Falcon 9 и капсула «Дрэгон» компании SpaceX добрались до космической станции двумя годами позже, а к апрелю 2016 г. доставили грузы еще шесть раз. Компания Orbital при вдвое меньшей полезной нагрузке[45] и неспособности (в отличие от SpaceX) возвращать грузы на Землю только через пять лет смогла доставить испытательный груз на МКС и успешно завершила только две миссии, после чего ее ракета Antares взорвалась при запуске в октябре 2014 г.[46]

Вместо строительства собственных двигателей Orbital их купила — это были ровесники тех двигателей, которые Безос поднял с океанского дна, восстановленные агрегаты, предназначенные для советской лунной ракеты 1960-х гг., которая не совершила ни одного успешного полета. В древних движках были трещины, одна из которых привела к взрыву во время огневого испытания, как пишет Los Angeles Times. Бывший астронавт NASA из Orbital сказал, что коммерческие клиенты не стали бы пользоваться этой ракетой, думая о старых двигателях. Но NASA на это пошло. К моменту взрыва оно уже заплатило $1,3 млрд из прописанных в контракте с Orbital $1,9 млрд — контракте, гарантирующем до 80% выплаты даже за провалы. После взрыва ракеты Antares NASA возложило ответственность за расследование на саму Orbital и заключило с ней новые контракты. Тем временем в следующем месяце грузы на МКС доставляла SpaceX[47].

SpaceX заявляла протесты и подавала судебные иски против безальтернативных контрактов и иных примеров предпочтения в бизнесе, оказываемого военными и NASA монополисту по запускам в лице ULA. Сам Маск винит лоббирование, отношения и надежды сотрудников по закупкам получить работу в больших аэрокосмических компаниях. Объективно трудно понять, почему правительство отказывается пользоваться новыми, более дешевыми технологиями. Пентагон не даст SpaceX конкурировать с ULA, пока ведомство не завершит процесс сертификации Falcon 9. Заявка всего в 200 страниц. ВВС США рассматривали заявку два года — столько же потребовалось SpaceX, чтобы добраться до МКС[48]. ВВС оценили проделанную бумажную работу в $100 млн — больше, чем SpaceX берет за запуск с учетом страховки.

Пока ВВС занимались сертификацией, SpaceX продолжала совершать успешные запуски и научилась приземлять и повторно использовать первую ступень ракеты. Во время запуска Falcon 9 в январе 2015 г., когда SpaceX доставляла груз взамен взорвавшегося у Orbital, была произведена попытка вернуть первую ступень. Ракета должна была плавно спуститься на платформу в Атлантическом океане с помощью технологий, с успехом испытанных ранее с высоты 1000 м. Но она снижалась слишком быстро, под углом и разлетелась вдребезги. Владелец SpaceX Илон Маск опубликовал видеозапись в «Твиттере» и пошутил насчет крушения, назвав его быстрой незапланированной разборкой ракеты. Он мог позволить себе шутить, ведь миссия NASA была успешно выполнена. Первая ступень все равно не была бы использована вновь. И она хотя бы попала в платформу — это уже неплохо.

Более серьезная неудача произошла в том же году позже, когда Falcon 9, несущая груз к МКС, взорвалась в космосе. Причиной оказалась вторая ступень, детище Джеми Хаффман. Маск назвал этот взрыв «большим ударом для SpaceX», но в результате расследования выяснилось, что его причиной был некачественный стальной стержень, а не ошибка проектирования. К тому же это произошло после 18 успешных запусков подряд. В будущем SpaceX планирует испытывать каждую металлическую деталь индивидуально.

Теперь SpaceX находится в завидном положении: она имеет положительный баланс доходов и расходов и в то же время создает прорывные технологии, которые резко снизят стоимость полета. Инженеры выяснили, что приземление первой ступени на платформу не удалось по той причине, что в ракете закончилась гидравлическая жидкость, обеспечивающая управление стабилизаторами, которые замедляют ракету и позволяют ей маневрировать при снижении. Попытки продолжались (еще один твит Маска: «По крайней мере она должна взорваться по другим причинам»). В декабре 2015 г. SpaceX успешно приземлила первую ступень на землю, а весной 2016 г. дважды посадила ее на морскую платформу[49].

Blue Origin Безоса опередила SpaceX с историческим первым приземлением ракеты на месяц, посадив первую ступень своей New Shepard в Техасе в ноябре 2015 г. Безос и Маск устроили перепалку о своем соревновании в «Твиттере». Но с деловой точки зрения компания Безоса скорее угрожает Virgin Galactic Брэнсона, так как New Shepard рассчитан только на выход из атмосферы и катание туристов на четыре минуты в невесомость, а не на отправку полезного груза на орбиту. Однако, в отличие от аппарата Брэнсона, New Shepard — не космоплан и не может использовать взлетно-посадочные полосы аэропортов. Капсула с грузом возвращается с помощью парашютов.

Когда SpaceX сможет уверенно сажать и повторно использовать первую ступень[50], стоимость запусков SpaceX снизится вновь. Ракеты станут больше похожи на самолеты: посадили, заправили, запустили снова. Топливо для запуска Falcon 9 стоит $200 000 (столько же стоит заправить «Боинг-747»). Большая часть стоимости запуска приходится на одноразовые первые ступени. Вторая ступень останется одноразовой, но создание первой ступени, способной благополучно вернуться из космоса на Землю, — потрясающее техническое достижение и огромная деловая возможность.

На заводе SpaceX Джеми Хаффман смаковала идею посадки ракеты. Она говорила: «Надеюсь, у нас получится. Это будет круто».

Существует традиция пространных повествований об исторических достижениях космической науки, которая может объяснить терпимость — возможно, чрезмерную — к тому, что технические усовершенствования внедряются десятилетиями. Джеми говорит, что почти все, с кем она работает, только что кончили учиться. Они не знакомы с этой культурой ожидания перемен в большой бюрократической организации. Они здесь, чтобы строить ракеты.

То, что происходит в SpaceX, не кажется этим молодым людям странным или чересчур амбициозным, в том числе и общая цель работы. Об этом Джеми сказала нам чуть ли не в первую очередь: конечной целью всего предприятия является транспортное обслуживание колонии на Марсе.

«Марс — это мечта Илона», — сказала она.

Будущее

Космопланы привлекли путешественников престижностью и быстротой, которую невесомость придает деловой поездке, а также тем, что билет был по карману крупным предпринимателям. Но тяжелые ракеты даже многократного использования столкнулись на массовом рынке со сложностями. Для их широкого использования было необходимо найти такое место в космосе, куда желало попасть большое количество людей. Долгие годы после снижения цен коммерческой космической промышленностью их бизнес оставался прежним: запуск спутников, зондов NASA и исследовательские миссии.

Но война, как обычно, подхлестнула развитие технологий. Американские военные закупили космопланы с оружием на борту для борьбы с террористами и повстанцами, возникавшими по всему миру. Эти аппараты были способны высадить коммандос и беспилотники в любой точке Земли в течение нескольких часов. Халифат Сирии и Ирака также приобрел космопланы и совершил зрелищный налет, сбросив отряд джихадистов прямо на игровое поле во время турнира по гольфу. Поле выглядело как зона военных действий. В круглосуточных выпусках новостей рассуждали обо всех тех бесчисленных местах, куда враг мог бы доставить бомбу или даже террористов. Космолеты были чересчур быстрыми, чтобы надежно перехватывать их истребителями, запускаемыми с земли. Защита космоса стала срочной приоритетной задачей.

Пентагон предложил наиболее дорогое решение. Америке нужно создать новый род войск. Космические станции будут защищать США с орбиты, обеспечивая безопасность полетов космопланов, защищая спутники и перехватывая враждебные аппараты. Нам был нужен космический флот, как когда-то мы нуждались в военных кораблях для защиты океанов. Строительство МКС заняло более двух десятилетий и обошлось в $100 млрд, но, поскольку теперь материалы стали перевозить частные компании, из этой цифры легко можно было вычеркнуть один нолик. Космическая боевая станция могла обойтись примерно в $12 млрд — стоимость авианосца.

Относительно дешевый и гибкий многоразовый транспорт позволил собирать на орбите крупные конструкции, которые никогда не удалось бы поднять туда целиком и которые попросту разрушились бы в условиях земного тяготения. Инженеры, участвующие в гонке военных технологий, разработали станции, на которых без многомесячной подготовки могли работать обычные люди. Конструкция, вращающаяся в невесомости, создавала тяжесть благодаря центробежной силе. Станции в виде окружности диаметром 440 м было достаточно одного оборота в 30 секунд для создания на «ободе» силы тяжести, равносильной земной. Сила искусственного тяготения уменьшалась при приближении к центру станции: на полпути она составляла половину земной, а у центра «колеса» царила невесомость.

Невесомость позволяет рабочим собирать массивные объекты, прилагая куда меньше усилий, чем необходимо на Земле, но их строительство требовало исключительных и трудно усваиваемых навыков. Тяготение создает специфическую среду и сопротивление. В космосе дрель передаст сборщику вращение, если не прикрепить его к объекту, в котором он сверлит отверстие. Строительство большой станции с искусственной гравитацией позволяло использовать для различных задач разную степень тяжести, располагаясь на определенном расстоянии от центра вращения.

На первом этапе строительства сборщики в скафандрах с опытом работы в космосе соединили прочные фермы и углепластиковые тросы, формирующие ступицу и спицы «колеса». Воздействие центробежных сил пыталось разорвать станцию, так что спицы должны были удерживать материал самой станции и все, чем будет нагружен ее обод. Прочные перемычки завершили кольцевую периферию станции. Готовые жилые модули перекочевали на свое место на ободе и спицах. После установки жилых и рабочих модулей реактивные двигатели в модулях раскрутили станцию, создав тяжесть.

Затем прибыли команды рабочих, которые испытывали невесомость только на пути к станции. Оказавшись на борту, они работали в условиях нормальной силы тяжести и выполняли множество задач по дальнейшему строительству станции и ее приведению в рабочее состояние. Их не пришлось учить, как астронавтов. Работу с массивными объектами можно было выполнять выше по спицам, ближе к центру, в условиях слабой тяжести. Самая тяжелая работа продолжалась в невесомости центрального отсека — космического дока для строительства новых аппаратов и деталей самой станции. В больших космических доках началась работа по созданию новых копий станции.

Китай тоже стремился построить военные базы в космосе. Всего через несколько лет станции обеих стран уже висели в небе. Террористы не стали повторять нападение с помощью космоплана — они не прекращали изобретать дешевые способы вредить странам Запада. Но космические флоты продолжили свой рост, Китай и США били себя в грудь и бряцали оружием и, проверяя возможности друг друга, запускали со своих боевых орбитальных станций к чужим автономные космические истребители. Все это демонстрировало продолжающийся спор обеих стран по поводу претензий Китая на рукотворные острова в Южно-Китайском море.

Подрядчики, создавшие оружие и космические доки, вложили свои знания, оборудование и новообретенное богатство в дальнейшее развитие коммерческого космоса.

Первый успешный космический курорт торговал видами и увлекательностью космического путешествия с комфортом искусственной тяжести. Комнаты гостей скользили вдоль вращающегося обода курорта, а на лифте посетитель мог поехать развлечься в невесомости ступицы. Там можно было плавать в воздухе, как в бассейне земного курорта, глазея на планету через панорамные окна и потягивая коктейль из пластикового пакета. Более активные гости играли в трехмерные игры вроде гандбола, надев шлемы и накладки, защищающие от столкновений с другими игроками, летающими в корте.

Разные люди по-разному переносят невесомость. Почувствовав себя плохо, можно было вернуться в комнату с тяжестью. Рестораны располагались на ободе, где еда оставалась на тарелках, а напитки — в стаканах. Ванные комнаты тоже располагались у края, позволяя пользоваться душем низкого давления и туалетами без вакуумных насадок.

Каждый хотел присоединиться к клубу побывавших на высоте 1500 км[51], но секс в невесомости оказался разочарованием. Толчок при 0 g приводил к движению назад. Пары всегда пытались попробовать, но зачастую сдавались, не закончив, так как объятия всегда приводили к синяку от удара коленом или локтем. Те, кому удавалось довести дело до конца, не утратив хотя бы части своего достоинства, теряли последнюю его каплю, столкнувшись с задачей уборки. Курорт стал выпускать сачки, чтобы помочь в яростной «охоте за бабочками» — каплями летающей спермы и иных жидкостей.

Вместо этого самым популярным местом для занятий любовью стала область слабой тяжести почти у самой ступицы, где располагался ночной клуб курорта. Здесь танцующие, чей вес стал в разы меньше, могли потрясающе двигаться, а женщинам не требовались поддерживающие бюстгальтеры. На этом же уровне пары снимали комнаты с почасовой оплатой. При тяготении, в шесть раз меньшем земного, любой мужчина невероятно силен, а женщина — легче перышка.

Орбитальные отели преуспевали, но индустрия не могла расти в этом направлении вечно. Новая технология скучнеет и устаревает, и чем быстрее она развивается, тем быстрее она нам надоедает. Индустрия космических отпусков достигла зрелости, когда, как с компьютерами и машинами до нее, технические нюансы превратились из интересной темы для беседы в хобби умников и любителей техники. Всеобщий интерес был на мгновение оживлен успешным реалити-шоу «Девичник в космосе», но космический круиз остался всего лишь одним из возможных вариантов отпуска.

Однако как шаг за пределы Земли развитие коммерческих космических доков оставалось полным восхитительных возможностей. Они позволяли строить крупные космические корабли, которых не нужно поднимать с планеты. С этого времени межпланетные космические корабли можно было строить и запускать в космосе.

Настоящее

Небрежно-невнятная речь Илона Маска выдает в нем необщительную манеру технаря, которому проще иметь дело с компьютером. То, каким тоном он говорит о грандиозных вещах, заставляет слушателя вздрогнуть и крепко задуматься. Он говорит, что для него посадка команды на Марс — недостаточная цель. Недостаточная для того, чтобы спасти человечество от вымирания.

«Долгосрочная цель заключается в развитии технологий транспортировки большого количества людей и груза на Марс для создания там самодостаточной цивилизации. Именно поэтому я основал свою компанию», — сказал Маск в беседе с репортеромСи-эн-эн в сборочном цехе SpaceX.

Когда Маску было за двадцать, он заработал много денег на парочке интернет-компаний, после чего в 2002 г. вложился в SpaceX. «Я думал, чем заняться после PayPal, я всегда увлекался космосом, но не думал, что в этой области можно что-то сделать в одиночку — она всегда казалась вотчиной правительства. Я стал собирать информацию, зашел на сайт NASA, чтобы узнать, когда мы собираемся на Марс. Это же очевидный следующий шаг после Луны. Но я ничего не нашел».

В то время молодые люди, которым улыбнулась удача хай-тека, нередко поступали эксцентрично, и идея Маска основать ракетную компанию, чтобы отправиться на Марс, казалась очередной манией величия, вызванной быстрым взлетом. Ныне SpaceX по горло занята работой — запуском спутников и доставкой людей и грузов на МКС для NASA. Когда он говорит об отправке на Марс миллиона человек — именно такое количество он считает необходимым для создания автономной популяции, — репортеры не смеются, а задают дополнительные вопросы о том, какую часть плана он собирается выполнить первой. Он стал известнейшей звездой из числа хай-тек-миллионеров, последователем Стива Джобса, а его поклонники ловят каждое его слово, сказанное на публике.

Маск пророчествует и грубит соперникам с легкостью задиристого поклонника научной фантастики из Кремниевой долины. Все это подкрепляется его ошеломительным успехом, однако не всегда его предсказания точны. В 2009 г. он сказал, что к 2014 г. SpaceX будет катать туристов вокруг Луны, но она до сих пор не возит даже профессиональных астронавтов. Falcon Heavy отстает от сроков на четыре года. Он говорил, что электромобили ждет взрыв популярности, после чего двигатели внутреннего сгорания станут столь же распространены, как паровые двигатели и гужевой транспорт. Вместо этого электромобили с трудом завоевали крохотную элитную долю рынка.

Влиятельность предсказаниям Маска дает не их точность, а то, как они вновь и вновь мотивируют его совершать смелые ходы, которые срабатывают. В своих начинаниях он ввязался в аэрокосмическую, автомобильную и энергетическую отрасли одновременно, бросая вызов крупнейшим, крепким и самым капитализированным предприятиям в экономике. И в каждом случае он одерживает победу. Очевидно, его умение играет важную роль, но специфические обстоятельства сделали это возможным. Видение Маска указало ему на слабости, казалось бы, непоколебимых великанов и привело под его знамена умнейших и бесстрашнейших инноваторов. Когда мы смотрели, как Джеми Хаффман строит ракеты, нам даже в голову не пришло спросить ее, сколько она зарабатывает. Она и ее молодые коллеги из SpaceX работают изо всех сил, потому что они собираются на Марс.

Откуда все это взялось? Очевидно, что Маск — гений, но этого мало, чтобы судьба мира оказалась на его плечах. Он рос в неполной семье в разных городах Южной Африки: маленький, одинокий ребенок, которого задирали сверстники, называя его Muskrat[52]. Он зачитывался трилогией «Основание» и «Властелином Колец», в которых, как пояснил Маск в интервью автору New Yorker,«герой чувствует себя обязанным спасти мир». В возрасте 11 лет он сказал матери, что переедет в другой город к своему отцу, надеясь, что сможет убедить его перебраться в Америку, которая казалась ему синонимом технологий и свободы. В 12 лет он продал свою первую компьютерную программу — это была игра. В 17 — переехал в Канаду ради самостоятельной жизни под чужими крышами, большей частью питаясь хот-догами и апельсинами.

Маск переехал в Калифорнию в 1995 г. получать докторскую степень в Стэнфордском университете, но вскоре его бросил, поняв, что наступает один из величайших моментов для обогащения в истории: появился интернет. Семью годами позже у него за плечами были два стартапа, принесшие $160 млн чистой прибыли от продажи PayPal.

Помимо кучи денег итогом его юности был неповторимый взгляд на мир. Что касается детей, то их он хочет много, чтобы уравновесить воспроизводство менее образованных и просвещенных людей (своим работникам он советовал заводить как минимум 2,1 ребенка на фертильную женщину, сообщает New Yorker). Если говорить об антиконкурентном отношении федерального правительства к большим аэрокосмическим компаниям, то его первое предложение — применить к этой ситуации теорию игр. В ответ на вопрос репортера о том, полетит ли сам Маск на Марс, он надолго задумывается и отвечает, что да, но только если будет уверен, что более не нужен в SpaceX в качестве гаранта успеха всей колонии.

Такое мироощущение вам не подделать, и все свидетельства подкрепляют впечатление, что не деньги являются для Маска главным мотиватором. Он почти растратил свое состояние, сделав рискованную ставку на одновременное основание космической и автомобильной компании. Никто не осмеливался бросить вызов гигантским аэрокосмическим компаниям с их правительственными контрактами по схеме «затраты плюс фиксированная прибыль» и обескураживающе дорогими технологиями. Несколько первых ракет SpaceX разбились, компания чуть не обанкротилась. В какой-то момент Маск поставил 90% своего богатства на SpaceX и на свое электромобильное начинание — Tesla Motors.

Но оказалось, что гигантские промышленные компании Америки созрели и перезрели: они просто пользовались преимуществами своих размеров и гарантированной поддержкой истеблишмента. В их технологиях царил застой, их функционирование было чрезмерно затруднено и склеротично. Компании, запускающие ракеты в космос, зарабатывали деньги лоббированием и тесными связями с правительством, выбивая непомерно раздутые контракты с единственным поставщиком. Автомобильные компании, обремененные финансовыми обязательствами, производили устаревшую продукцию.

Основание новой автомобильной компании казалось лишь чуть более безумным ходом, чем создание компании аэрокосмической. В 2006 г. Маск хотел строить электромобили, чтобы бороться с изменениями климата. Опять же, первые годы оказались непростыми, развитие шло дольше и стоило больше, чем планировалось, был даже опасный момент на грани краха. Помогли собственная инновационная гибкость и уязвимость конкурентов.

Крупные автопроизводители не понимали новой технологии литиевых батарей и отказывались от электрического транспорта из-за малого проходимого расстояния с одной зарядки и недостаточной потребительской привлекательности. Когда экономический кризис 2008 г. поставил их на грань исчезновения, Tesla Motors представила публике электромобиль с высокими характеристиками, способный пройти приличное расстояние. В его пластиковом корпусе были уложены тысячи аккумуляторов от ноутбуков, способные разогнать машину до 100 км/ч менее чем за 4 секунды. Первые модели были приобретены рядом кинозвезд, последовали восторженные отзывы.

К 2015 г. Tesla Motors выпускала около 50 000 высококачественных автомобилей в год. Ее доля рынка превзошла долю Chrysler и составляла более половины доли General Motors. Это был значительный успех, но Маск желал другого. Он признавал, что оценка основывалась на предвкушении масштабного будущего роста, а не на текущих продажах. Захват рынка электромобилями происходил недостаточно быстро. В июне 2014 г. он объявил, что Tesla предоставит все свои патенты для использования другим производителям автомобилей.

Маск опубликовал эту новость в своем блоге под заголовком «Наши патенты принадлежат вам». Он объяснил: «Tesla Motors создана, чтобы ускорить приход жизнеспособного транспорта. Если бы мы расчистили путь к созданию убедительного электрического средства передвижения, а затем объявили его интеллектуальной собственностью, чтобы помешать другим, то это было бы против данной цели. Tesla не будет начинать патентные тяжбы ни с кем, кто хочет честно использовать наши технологии».

За считаные месяцы другие фирмы приняли предложение Tesla, но стоимость компании продолжила рост. Маск владеет 23% акций Tesla, которая стоит от $25 до $35 млрд в зависимости от изменчивой цены акций. Он не объявляет долю SpaceX, которой владеет; SpaceX не торгует акциями на рынке, поскольку Маск опасается, что у инвесторов не хватит терпения дождаться цели — полета на Марс. В начале 2015 г. 10% акций компании были проданы Google и Fidelity Investments за $1 млрд; общая стоимость компании поднялась таким образом до $10 млрд.

СМИ нередко называют Маска Тони Старком — технологическим миллиардером из фильмов о Железном человеке, которого сыграл Роберт Дауни-младший. Но это сходство поверхностное. Старк импульсивен и эгоистичен и в кризисных ситуациях пользуется своим умом, как иной супергерой пользовался бы своей силой. Маск больше походит на повзрослевшего мальчика из Претории, зачитывавшегося Азимовым и, подобно персонажам трилогии «Основание», выясняющего законы истории, которые позволят ему предсказать будущее. Это полная противоположность импульсивности.

Необходимость спасать настоящую живую Землю связана в основном с накоплением углекислого газа в атмосфере. Это вдохновило Маска основать Tesla и с парой кузенов — компанию, специализирующуюся на солнечной энергии, SolarCity. Эта компания разобралась, как эффективно устанавливать солнечные панели и планировать их финансирование так, чтобы домовладельцы сразу чувствовали экономию на счетах за электричество. Это отличная идея, способная мобилизовать силы рынка против изменения климата. Но если проблема климата не будет решена, запасным вариантом будет SpaceX. Бегство людей с Земли.

В интервью интернет-журналу Aeon Маск говорил: «Есть сильный гуманитарный довод в пользу распределения жизни по нескольким планетам: защитить существование человечества на случай катастрофических событий».

Будущее

Борясь с поднимающимся уровнем моря и постоянными ураганами, портовые города — Нью-Йорк, Мумбаи, Амстердам, Токио, Гуанчжоу — потратили триллионы на строительство волноломов, защиту от наводнений, подъем улиц, железных дорог, хозяйственных объектов и строений. Другие прибрежные города так пострадали от сильных ураганов, что страховым компаниям и правительствам оказались не по карману их восстановление и защита от погоды, и они постепенно вымерли. Космический центр имени Джонсона в Хьюстоне и Космический центр имени Кеннеди во Флориде, расположенные слишком низко и уязвимые перед ураганами, были заброшены и погрузились в пучину.

В то время как развитый мир шатался под ударами штормов, поднимающегося уровня моря, жары, засух, наводнений, эпидемий и непредсказуемой погоды, бедняки во всем мире умирали от голода. В Африке основные культуры — маис, сорго и арахис — год за годом погибали из-за жары и засухи. Временами жара убивала урожай на огромных территориях. Массовые миграции голодающих захлестывали соседние страны. Правительства рушились, за власть боролись бандиты и полевые командиры. Постоянные лагеря беженцев, в которых содержались миллионы бедняков без гражданства, стали рассадником террористических движений, грозящих религиозным возмездием странам, сохранившим относительную пригодность для жизни благодаря своему богатству.

В Кабуле взорвалась «грязная» бомба, изготовленная из обычной взрывчатки и радиоактивных материалов, которые легко извлечь из медицинского оборудования. В новостях показывали карту распространения повышенной радиации. Повышение было незначительным, но все равно вызвало ужас. Потом была еще одна грязная бомба — в Каире.

Богачи, покидая измученные штормами побережья и удушающе засушливые города, переезжали в огороженные жилища на склонах гор и на бывшие фермы — в места, где они были в относительной безопасности и где могли накапливать ресурсы для защиты от эпидемий и радиации. Но крепости, защищавшие богачей, оказались и их тюрьмами, особенно из-за страха возможного радиоактивного загрязнения воздуха. Хотя эксперты настаивали на том, что воздух и пища не опасны, им никто не верил, как не верили и тогда, когда они расхваливали безопасность детской вакцинации, генетически модифицированных продуктов и ядерной энергии.

С самого начала вопрос о климате стал вопросом о власти. Те, кто обладал властью и контролировал ресурсы, могли приспособиться. Они могли сожалеть о потере экосистем и особых мест — национальных парков, горнолыжных склонов, морских пляжей, — но при своем богатстве они всегда имели возможность переехать, прокормиться и защитить свои семьи. Богатые страны могли позволить себе большую армию для защиты от бедняков.

С ростом беспокойства по поводу терроризма, эпидемий и радиоактивных осадков все больше окон и дверей закрывалось навсегда. Культура в развитых странах уже сместилась в сторону реальности, определяемой киберпространством. Шли десятилетия, и люди все меньше времени проводили вне помещений, каждому поколению все уютнее было перед экраном, чем на воздухе. Ежедневные поездки заключались в перемещении между защищенными гаражами дома и в офисе, торговым центром и школой. Местом для физических упражнений был спортзал с видеоэкранами. Дети играли на закрытых площадках с ручными контроллерами, симулирующими игрушки и мячи, не рискуя пораниться или вдохнуть нефильтрованный воздух. В хороших семьях детей никогда не выпускали на улицу.

Но они бывали в космосе. Каждая семья хотя бы раз была на космическом курорте. Детей все эти пристегивание ремнями в пассажирской ракете и многократные перегрузки на взлете волновали, взрослые же во время обратного отсчета дремали или читали, не обращая внимания на дежурный инструктаж по технике безопасности. Для богачей околоземная орбита стала еще одним местом, в которое они попадали, посидев в металлической трубе, — такими же раньше были Гавайи и Лондон.

Жизнь за пределами Земли в герметичном объеме не особо отличалась от жизни в герметичном жилище на Земле. И, возможно, она была более безопасной вдали от пугающих бедняков.

Настоящее

«Если отбросить частности времени и места, то истории свойственны определенные закономерности», — пишет Геерат Вермей, ученый, на протяжении всей своей жизни изучавший историю эволюции по древним морским ракушкам. Он слепой с детства. Взвешивая историю жизни на протяжении земных эпох, он обнаружил одни и те же закономерности в каждой экосистеме: закономерности конкуренции, доступа к ресурсам и их ограниченности — закономерности, «более благоприятные для одних адаптаций и направлений изменения по сравнению с другими, которые тем самым позволяют предсказывать любую историю, в том числе человеческую».

В экосистемах малых, как капля воды, и больших, как Тихий океан, организмы воспроизводятся, обмениваются энергией, растут и умирают, как бы играя в игру по одинаковым правилам. Чтобы следовать этим правилам, организмам не обязательно их знать. Им даже не обязательно быть биологическими: подобные закономерности возникают в компьютерных «экосистемах» при взаимодействии простых программ. Как математика работает независимо от того, кто производит вычисления, так и соревнование индивидов за конечные ресурсы следует одними и теми же путями, независимо от того, из чего эти индивиды состоят и за что соревнуются.

Зная правила, работающие в этих системах, мы можем прогнозировать то, как соревнование ведет к усилению и развитию способностей организмов в их борьбе за преобладание, и то, как доминирующие виды могут исчерпать конечные ресурсы и вымереть. Мы можем численно выразить, когда в экосистеме (любого размера) наступит переломный момент и она перейдет в новое функциональное состояние с новыми взаимоотношениями и численностью, способными изменить прежние балансы сил и доминирования.

Земля — конечная экосистема. Доминирующий вид — наш собственный — потеснил прочие организмы. История, выведанная чувствительными пальцами Вермея у ракушек возрастом в полмиллиарда лет, повторяется вновь. Представляется, что наш вид — на пути к опустошению своей экосистемы. Хотя человек совершил немалые технологические шаги к повышению эффективности использования энергии и прочих ресурсов, наши аппетиты и численность росли куда быстрее. Мы какое-то время черпали ресурсы из биосферы, поддерживающей нас, и в разнообразных экосистемах наступили моменты перелома, они пришли к состоянию необратимо вырожденного функционирования, малому разнообразию и низкой производительности.

Если весь мир — наша экосистема, тогда, возможно, надвигается фазовый переход для всей планеты. Международная команда ученых Земли, в том числе Вермей, предсказали это в журнале Nature в 2012 г. Исследования региональных экосистем и компьютерные модели показывают, что момент планетарного перелома может наступить, когда состояние более половины экосистем Земли будет преобразовано людьми (сейчас мы находимся на отметке в 43%). По прогнозам, 50%-ного порога мы достигнем в 2025 г., когда население Земли составит 8,2 млрд человек.

В статье отмечалось, что «хотя итоговое влияние изменяющегося биоразнообразия и видового состава до сих пор неизвестно, если критические пороги убывающей доходности природных ресурсов будут достигнуты на обширной площади и в то же самое время глобальные потребности будут повышаться (что произойдет, если популяция вырастет на 2 млрд человек примерно за 30 лет), то результатами будут общественные волнения, экономическая неустойчивость и потеря человеческих жизней».

Возможно, особые свойства нашего вида позволят нам остановиться и не разрушить систему нашего жизнеобеспечения. Мы способны выявить угрозу и предпринимать действия по защите, хотя бы в индивидуальном порядке. В отличие от любых других видов природного мира, люди действительно принимают решения ради блага Земли, отказываясь от власти и богатств, которые могли бы потребить: например, когда мы принимаем экономически нецелесообразные решения по экономии энергии, вторичной переработке материалов и защите дикой природы.

Но наш коллективный послужной список не так хорош. В последнее десятилетие средний американец провел за рулем не так много времени, но из-за роста населения и экономического подъема общая протяженность пройденного автомобилями расстояния не уменьшилась. Электромобильные технологии Маска применялись в конструировании спортивных машин — никому на самом деле не нужных. Если я не достану последнюю рыбу из океана, не сделает ли это кто-то другой?

Основной конфликт, с которым сталкивается человечество, — это противоречие между свободой и коллективным действием. Мы не знаем, возможно ли их сочетать. А время попробовать истекает. Войны идут уже непрерывно, в основном на религиозной, этнической и национальной почве. Если к этим столкновениям добавятся катастрофические проблемы с ресурсами, мы утратим способность коллективно выражать наши истинные желания.

Мы говорим «наши истинные желания», поскольку никто в здравом уме не откажется от нашей планеты в пользу полета на Марс. Цена основных шагов по работе с климатическими изменениями будет крохотной (они могут даже оказаться прибыльными) по сравнению с огромными тратами на строительство колонии на другой планете. Сохранив нашу планету пригодной к обитанию, мы спасем всех, а не только тех немногих счастливчиков, которые сядут в ракету и «увезут» свои гены с Земли. На этой планете мы можем спасти всех людей, животных, рыб, деревья, воздух и почву, все воспоминания и смыслы, делающие нас тем, что мы есть.

Мы в кабинете врача, и нас только что напугали: брось курить, питайся правильно, делай зарядку, иначе окажешься здесь вновь и, может быть, уже при смерти, может быть, с последним шансом на сложную операцию на сердце, а потом — на жизнь, зависимую от технологий, навсегда проигравшую в качестве. Кому-то удается поменять образ жизни и обойтись без повторных сердечных приступов. Кому-то не удается, и все заканчивается технологическим решением. Мы пока что на втором пути.

Илон Маск вложился в оба подхода — электромобили и солнечную энергию, а еще в идею о транспорте для марсианской колонии, который послужит ковчегом, доставляющим живую человеческую ДНК на другую планету, подальше от угрозы любых надвигающихся на нас бедствий. Он пытается сделать то, что, возможно, не удалось больше нигде во всей Галактике.

Опять же, Маск смотрит широко — очень широко. Он задается вопросом: где же другие цивилизации, бороздящие космос? Неужели больше никто не дошел до этого? Или их что-то остановило? Эта проблема, известная как парадокс Ферми, заботит многих футуристов.

Идея о том, что жизнь во всей Вселенной есть только на нашей планете, больше не выглядит правдоподобной. Планеты в изобилии обращаются вокруг других солнц, многие — на орбитах, обеспечивающих наличие на их поверхности жидкой воды. Астрономы опубликовали прогнозы о том, что в нашей Галактике есть миллиарды мест, где мог развиться живой мир, подобный нашему. А жидкая вода, быть может, и не обязательный для возникновения жизни ингредиент. Химики нашли способы создания самовоспроизводящихся молекулярных систем, подобных нашей ДНК, из разнообразных материалов.

Вермей полагает, что независимо от места зарождения жизни ее развитие подчиняется тем же самым правилам, что и на Земле. Эволюция происходит потому, что организмы устроены так, чтобы выживать и воспроизводиться; они устроены так, потому что организмы без такой цели вымирают. Жизнь может миллион раз зародиться и уйти в небытие, но в одном случае из миллиона выжившие организмы станут распространяться, соревноваться и эволюционировать. Эти факты не зависят от места и химического состава, эволюционные законы должны быть универсальны.

Инопланетяне могут не быть похожими на нас, но Вермей считает, что, скорее всего, у них будут похожие органы чувств и способности. Эволюция вновь и вновь следует схожими путями, возвращаясь к проверенным решениям разными способами. Зрение эволюционировало на Земле неоднократно. Вермей перечисляет 53 примера форм, эволюционировавших одинаково у видов с разным происхождением — в некоторых случаях десятки видов приходили к одинаковой конструкции раковины или иной особенности устройства. И это не считая тех нередких случаев, когда эволюция отыскивала функционально сходные решения с помощью разных физических форм. Например, покровы тела, дающие преимущество в брачный период, встречаются в форме перьев, шерсти и разнообразных панцирей насекомых.

Разум тоже совершенствовался во многих линиях развития жизни у таких непохожих друг на друга животных, как слон, ворон и осьминог — существ, чьи потребности и среды обитания разнятся почти так же, как если бы они были с разных планет. Разум, вероятно, возникает всегда, если у жизни появляется шанс на процветание. Вермей написал нам в электронном письме: «Разум, как и многие другие черты, — это область притяжения, нечто столь полезное в столь многих обстоятельствах, что почти наверняка в итоге разовьется».

Маск тоже обо всем этом думал и повторяет тревожный вопрос Ферми: почему мы никого не слышим? Если обитаемые планеты — повсюду вокруг нас в Галактике, то где же космические путешественники или хотя бы радиопередачи со всех этих планет? Пригодная для жизни планета, вероятно, находится всего в 9 световых годах от нас, и если они слушают радио, то примерно сейчас они открывают для себя Тейлор Свифт[53].

Вдобавок к загадке множества безмолвных планет в парадоксе Ферми есть фактор времени. Считается, что Вселенной более 13 млрд лет. Человеческой же технологии, благодаря которой мы оказались на пороге распространения за пределы Земли, всего несколько миллионов лет, и она развивается по экспоненте. Мы изобрели обработку металлов 10 000 лет назад, придумали число «0» 1000 лет назад, создали радиоприемники 100 лет назад, а смотреть YouTube и пользоваться айфонами стали всего 10 лет назад. Человек вышел в космос, и, если не случится катастрофы, мы станем по-настоящему космическим видом.

«При нынешнем темпе технологического развития человечество по своим способностям приближается к богу, — сказал Маск в интервью Aeon. — Если развитая цивилизация существовала где-то в Галактике в какой-то момент за прошедшие 13,8 млрд лет, почему не видно ее следов? Даже распространяясь медленно, всего за 0,01% возраста Вселенной она расселилась бы повсюду. Почему же это не так?»

Линия рассуждений, ведущая к этому вопросу, — экстраполирование уроков экологии и эволюции — дает и ответ. Возможно, кончина любого разумного вида предопределена процессом нашего развития. Возможно, доминирующие в планетарном масштабе виды всегда самоуничтожаются, прежде чем могут совершить скачок к другой планетной экосистеме. Возможно, то, что сегодня кажется нашим бесконечным продвижением и ростом, — лишь восходящая фаза цикла взлетов и падений, аналогичного тому, как кролики заполоняют округу, пока не наступает неизбежное сокращение популяции. Мы просто недостаточно долго существуем и не видим закономерности.

Но ее видела Вселенная.

«С цивилизациями, должно быть, происходит что-то странное, и не в хорошем смысле этого слова, — говорит Маск. — Возможно, во Вселенной полно мертвых цивилизаций, так и не покинувших родной планеты».

Задача Маска — «мальчика, спасающего мир», — не просто пересадить нас на автомобили иного типа и дать стабильный поток солнечной энергии. Он добивается того, чего, по его мнению, не смог достичь никто в истории Галактики: помочь нашему виду — единственному! — покинуть родную планету и расселиться среди звезд.

Но все говорит о том, что если мы хотим запустить ковчег вовремя, то нам лучше поторопиться с его строительством. И в то же время сделать все возможное, чтобы отсрочить «потоп».

5. Здоровье как препятствие на пути в космос

Настоящее

К середине сентября 2008 г., во время наводнения в городе, Хезер Арчулетта пролежала на койке в больнице Галвестона уже семь недель. Ее тело было наклонено под углом 6°, ноги выше головы; это было необходимо для имитации воздействия невесомости. Ее лицо распухло, нос был постоянно забит, из глаз неожиданно проливались слезы. Острая боль в спине прошла, но шея была постоянно напряжена, а руки ослабли — подолгу делать записи было трудно. Сознание было нечетким. Она держалась с трудом, ей было сложно сосредоточиться на чтении.

В начале эксперимента, когда Хезер только начала вести блог пиллонавта[54], она стала известна в интернете и давала интервью новостным изданиям со всего света. Хезер — энтузиаст космоса, типичная поклонница «Звездного пути» — была оптимистична, как настоящий астронавт. Она рассказала Fox News, что вместе с другими испытуемыми собирается провести 90 дней вниз головой в больнице, пользоваться уткой вместо туалета и принимать душ, лежа за занавеской на специальной каталке тоже вниз головой, и это будет для нее единственным подобием уединения на протяжении всего проекта. NASA обещало заплатить каждому участнику около $17 000.

Хезер подшучивала над своим «бездельем», но, подобно марафонцу, пожертвовала частью своей жизни. Она обрекла себя на неподвижность и страдания, поставила под угрозу собственное здоровье. Полученное внимание не компенсировало потраченного времени. СМИ вскоре забыли о Хезер: это был год Сары Пейлин, финансового кризиса, войны между Россией и Грузией и т.д. Дни тянулись еле-еле, она переписывалась со своими подругами о профессиональном хоккее и подшучивала над другим участником эксперимента, которого прозвала Сарказмо. Проведенные в постели три месяца имели смысл только потому, что могли помочь отправить людей на Марс.

А потом ее мечты разрушил (быть может, лишь на время) ураган Айк, показав, насколько невесомость делает человеческое тело неприспособленным к Земле. Мы существа прямоходящие, наша система кровообращения постоянно трудится, качая кровь от ног к голове, а функции костей и мышц сохраняются тогда, когда они испытывают сопротивление. Составленный NASA план исследования отводил на подъем испытуемых с постели три дня и еще две недели — на их реабилитацию, восстановление прежних способностей. Под угрозой урагана у Хезер и ее новых друзей, с которыми она лежала два месяца, на возвращение к вертикальному образу жизни было всего три часа.

Во время эвакуации госпиталя пиллонавты с трудом пытались встать, боролись с головокружением и слабостью, их отекшие ступни и голени простреливала режущая боль. В столовой Хезер упала в обморок. Ее кровяное давление подскочило до опасного уровня. Машины скорой помощи перевезли тех троих, что оставались в постели дольше всех, в больницу в Остине; боли, слабость и напряжение продолжались у них несколько дней. Их мозг разучился оценивать расстояние — при ходьбе они врезались в стены. Зрение Хезер так окончательно и не восстановилось, она стала постоянно носить очки (хотя это может быть и совпадением — ей было 38 лет). Пятью неделями позже, уже дома, ее все еще мучили боли по утрам, и она не могла вернуться к привычным утренним пробежкам.

«Хуже всего была усталость, — писала она в блоге. — “Усталость” — это даже не то слово… Такого истощения я никогда раньше не испытывала, даже когда болела гриппом. Я крепко сплю, ложусь подремать (наконец-то получается!), но время от времени накатывает сонливость и мышечная усталость, я просто лишаюсь сил. Иногда это происходит внезапно, и мне нужно срочно сесть или лечь. Моя цель — стать еще сильнее, чем я была, и умом, и телом, но порой усталость отбивает всякую мотивацию… Я просто стараюсь не давать этому длиться больше нескольких часов подряд!»

Невесомость приводит к снижению объема содержащейся в теле жидкости, анемии, неврологическим изменениям, атрофии мышц и снижению кислородного обмена и плотности костной ткани. Большинство астронавтов после приземления чувствуют себя, как желе, и испытывают трудности с равновесием и передвижением, как и пиллонавты. Возвращение тяготения сбивает мозг с толку. Подобное иногда испытывают моряки после долгого плавания, когда поначалу кажется, что улица раскачивается, будто палуба корабля. Ощущения астронавтов сходны, но они интенсивнее и продолжаются несколько дней. Некоторых астронавтов приступы головокружения и дезориентации преследуют неделями.

Возвращение из космоса сопровождается крайней жаждой. Астронавты обычно быстро выпивают много воды, восстанавливая объем жидкости. Преодоление анемии, т.е. производство новых красных кровяных клеток, занимает от 1 месяца до 6 недель. Восстановление мышечной силы может длиться дольше. Плотность костей восстанавливается еще медленнее. На Земле кости постоянно сопротивляются тяготению и крепнут от нагрузок, например от бега. В невесомости кости теряют 1% массы в месяц. После периода невесомости кости восстанавливаются на Земле вдвое дольше, т.е. после шестимесячного полета требуется год восстановления. Кое-кто из людей, проведших значительное время в космосе, так и не восстановил плотность костей и мышечную массу в полном объеме.

Астронавт и авиационный врач Майк Барратт рассказывает, что, приземлившись после шести месяцев в космосе, он чувствовал себя магнитиком на холодильнике. Но, как и все астронавты, он хотел вернуться в космос. И даже пиллонавт Арчулетта сохранила положительный настрой и вернулась к участию в исследовании постельного образа жизни после своего выздоровления и восстановления Галвестона.

Госпиталь Медицинского отделения Техасского университета, в котором она лежала, затопило во время урагана, и он открылся лишь через год. Чиновники подумывали переместить его в более безопасное место, подальше от воды, но все кончилось его отстройкой на прежнем месте (стоимостью $1 млрд) и попыткой сделать здание более устойчивым к наводнениям: двери и стены первого этажа были выполнены из водонепроницаемых материалов. Вот так люди приспосабливаются к новой среде. Мы можем жить где угодно на Земле. Мы можем строить больницы на барьерных рифах, приспосабливая их к поднимающемуся уровню моря, по крайней мере пока у нас есть деньги.

Но адаптация — это дорога в один конец. Когда дело доходит до приспособления к космосу, куда легче отправиться туда, чем вернуться обратно.

Барратт рассказал, что его больше всего поразила по прибытии на МКС адаптация к невесомости. Несколько дней продолжались тошнота и головные боли — как у Арчулетты, когда она легла в постель, — а потом начались изменения. В космосе повышается проницаемость вен и артерий, и сердечно-сосудистая система заливает ткани жидкостью. Селезенка расщепляет красные кровяные тельца, сокращая объем крови. Тело изменяет форму благодаря снижению нагрузки на суставы и подъему органов в грудной полости. Астронавты становятся выше, их талия сужается, а грудная клетка становится шире. Но гибче всего мозг: он перепрограммируется, создавая собственную систему отсчета в трехмерном мире без верха и низа.

«Мы как бы превращаемся во внеземлян, — говорит Майк. — Проведя там 6–8 недель, начинаешь чувствовать себя сверхчеловеком. Ты меняешься физиологически, адаптируешься к нулевой силе тяжести, начинаешь ориентироваться в трех измерениях и вообще эффективно работаешь в новых условиях. Кто бы мог подумать, что мы на это способны? Знаете, до того, как первых людей запустили в невесомость, всерьез рассматривался вопрос о том, смогут ли они там дышать, переваривать пищу, попросту ходить в туалет и т.д. И это только верхушка айсберга, но мы со всем отлично справляемся. И тот факт, что в нашем теле происходят все эти изменения и что благодаря этим изменениям оно становится даже функциональнее при 0 g, просто удивителен».

Все астронавты умны, но Барратт больше похож на обычного человека, чем некоторые из осознающих собственное совершенство существ, работающих на американских космических кораблях. Он не выбрал эту карьеру в пятилетнем возрасте. Поначалу Майк был увлечен морем и до сих пор проводит редкое свободное время за починкой парусников, на которых катается на северо-западе, хотя из-за работы в NASA вынужден жить в Хьюстоне; его жена работает там педиатром. Будучи студентом-медиком, он выбрал авиационную медицину, когда ему в руки попал увлекательный журнал. Решение попробовать стать астронавтом посетило его ближе к среднему возрасту, уже после того, как он стал заниматься сохранением здоровья астронавтов во время долгих полетов. Так что он — и подопытный кролик, и ученый, проводящий исследования, в одном лице.

МКС стала в первую очередь лабораторным полигоном для исследований последствий длительного пребывания в космосе. Одним из главных успехов, достигнутых за годы исследований методом проб и ошибок, стало решение многих проблем, связанных с потерей физической формы, из-за которых астронавты оказываются совершенно не приспособленными к нормальной деятельности после возвращения на Землю. Сейчас все американские астронавты интенсивно тренируются два часа в день на беговой дорожке, велотренажере и тренажере для резистивных упражнений. Этот распорядок обеспечивает нагрузку на кости и мышцы, необходимую для сохранения формы. Восстановление костей идет с той же скоростью, с какой они разрушаются. Тренировки отнимают много времени и сил, но астронавты неизменно демонстрируют согласие и остаются жизнерадостными. Барратт соглашается с тем, что космические туристы никогда не станут соблюдать такой режим упражнений: ведь он превосходит по объему тренировку атлета, готовящегося к марафону.

Команда исследователей постельного режима в Галвестоне проводила испытания устройств, призванных повысить эффективность космических тренажеров, а также уменьшить их размеры — речь шла о беговых дорожках и машинах для приседаний, которыми испытуемые могли пользоваться, лежа на спине. Ронита Кромвель, руководитель программы, говорит, что для полета на Луну или Марс нужно более компактное оборудование, иначе оно не поместится на корабль. Пиллонавты вроде Арчулетты и испытуемые в подобных учреждениях в других странах принимали участие в каждом этапе решения этих задач. В Германии есть гигантская центрифуга с изменяемым тяготением. В России испытуемых заворачивают в нечто, похожее на водяную кровать, для полной сенсорной депривации.

Но эти проекты касаются лишь нескольких из 32 рисков, связанных с пребыванием в космосе, которыми занимается Программа исследования человека NASA. Диапазон этих рисков — от утраты слуха после полета на ракете до воздействия токсичной лунной пыли, проникающей в посадочные лунные модули, от проблем с иммунной системой (возможно, связанных с частыми высыпаниями на коже астронавтов) до камней в почках, формирующихся в невесомости отчасти из-за вымывания кальция из костей. Для некоторых пунктов списка пока нет готовых решений. Это самые трудные задачи на пути к отправке людей на другую планету.

Барратт перечисляет пять самых главных пунктов так, как будто он все время про них думает. Истончение костей и мышц. Радиация. Психологические трудности. Автономная медицинская помощь. Нарушение зрения. Ни одна из них не решена до конца, а некоторые в результате исследования оказались даже более серьезными. Вопрос касательно зрения возник в 2009 г., отчасти в связи с глазами самого Майка.

Когда Майк был на МКС, он заметил, что его зрение слабеет — явление это настолько обычно, что NASA давным-давно начало посылать очки и тем астронавтам, которым они были не нужны на Земле. Эта проблема почти не исследовалась; большинство астронавтов летают в космос в том возрасте, когда им и так становятся нужны очки.

«Мы с Бобом Тёрском заметили, что нам нужно немного большее увеличение для выполнения работы. Будучи врачами, мы осмотрели глаза друг друга с помощью офтальмоскопов, и нам показалось, что мы видим небольшие отеки диска зрительного нерва». Иначе говоря, то место, где глазной нерв входит в глаз, оказалось немного припухшим и у Барратта, и у канадского астронавта Тёрска. NASA доставило дополнительное оборудование для съемки, чтобы прояснить вопрос, и с его помощью астронавты сделали крупнейшее открытие за десятилетия медицинских исследований в космосе.

«Настоящее открытие произошло, когда мы сделали друг другу УЗИ, — говорит Майк. — В моей голове определенно происходило что-то важное».

На изображениях было видно, что зрительный нерв распух вдвое против нормального размера, а глаз Майка стал более плоским. В дальнейшем другие ученые провели исследования многих астронавтов, и у каждого из них обнаружились проблемы с глазным давлением — уникальные метки побывавших в космосе. Отека диска у многих не было, и на Земле припухлость всегда пропадала, но 60% астронавтов, отработавших длительную экспедицию в космосе, жаловались на снижение остроты зрения и на слепые пятна. Согласно статье Томаса Мейдера 2011 г., у некоторых трудности со зрением не прошли на Земле даже годы спустя.

Это непростая проблема, и ее истоки не вполне понятны. Кажется, основная причина в постоянно повышенном давлении жидкости в мозге из-за невесомости, а также в высокой концентрации углекислого газа в космических аппаратах (CO_2 расслабляет кровеносные сосуды). Кристиан Отто, космический врач, объясняет, что на Земле, если ничего не делать с избыточным давлением, у пациента в конце концов истончается ткань глазного нерва, а опухание препятствует питанию клеток глюкозой и кислородом. Но Кристиан говорит, что при том уровне опухания, что наблюдается в космосе, время гибели нервных клеток превышает шесть месяцев. Большинство астронавтов МКС проводят в космосе не более шесть месяцев подряд. В полете продолжительностью в год риск выше, а трехлетний полет на Марс может привести к частичной слепоте.

В связи с ухудшением зрения возник вопрос о том, что еще может происходить с мозгом из-за влияния невесомости на циркуляцию жидкостей. Кристиан говорит, что без тяготения нарушается циркуляция спинномозговой жидкости. На Земле эта жидкость выводит продукты жизнедеятельности мозга, и считается, что недостаточная ее циркуляция приводит к слабоумию. NASA еще не исследовало этот вопрос, но врачи хотят заняться анализом спинномозговой жидкости после полетов, чтобы проверить ее на маркеры заболеваний, приводящих к слабоумию, а также провести когнитивные испытания астронавтов, чтобы узнать, снижается ли их интеллект (хотя этого вроде бы не происходит).

Даже не вполне понимая проблему, NASA ищет решения, называя их «контрмерами». Астронавт Скотт Келли вернулся после года на МКС в марте 2016 г., надеясь на то, что проблемы со зрением можно предотвратить с помощью пары российских вакуумных штанов[55]. Это хитроумное изобретение заставляет кровь перемещаться в нижнюю половину тела. Но в долгосрочной перспективе такое решение непрактично. Чтобы путешествовать сквозь космос годами, людям, вероятно, понадобится искусственная тяжесть.

Будучи главой Программы исследования человека[56], Барратт созвал конференцию с целью возобновить исследования на тему создания центробежной силы, действующей подобно силе тяготения, с помощью вращения космического аппарата. Тема непростая, и за последние 15 лет исследований она не особо продвинулась.

Майк считает, что даже слабая тяжесть окажется достаточной для того, чтобы защитить зрительный нерв, так что после посадки на Луну или Марс повреждение приостановится. Но мы не знаем этого наверняка. Проблемы со зрением, возникающие на МКС, никогда не проявлялись во время исследований постельного режима. Группа Кромвель в Галвестоне начала опыты по исследованию воздействия малой тяжести, укладывая испытуемых в постели под углом — так, чтобы их ступни были расположены чуть ниже головы. Тем самым научная команда воссоздала нагрузку лунного тяготения (1/6 от земного) на мышцы и кости. Но ученые не были уверены в том, что подобрали правильную степень смещения жидкостей, и нельзя было проверить это без сравнения с Луной или иной обстановкой с малой тяжестью. Когда Обама отменил лунную миссию, работа была остановлена.

Все это показывает, как мало мы знаем о жизни в космосе. То, что мы продолжаем обнаруживать новые опасности космических полетов, — нехороший признак. Если бы не любопытство Барратта и Тёрска на МКС, мы могли бы узнать о повреждении зрительного нерва лишь тогда, когда астронавты начали бы терять зрение в миллионах километров от Земли на пути к Марсу.

«Мы не знаем о долгосрочных последствиях, ведь происходят достаточно серьезные физиологические изменения, затрагивающие мозг и зрительный нерв, — говорит Майк. — Мы не знаем механизма происходящего, и трудно найти то, чего мы не ищем. Возможны ли долгосрочные изменения зрения, вырождение белого вещества мозга или когнитивные проблемы? Нам это не известно, потому что мы не искали ответов.

Возможно, мы не замечаем многое из того, что у нас прямо под носом. Пять лет назад никто не знал об этом синдроме. Сейчас он — один из основных рисков. Мы знаем о нем только потому, что накопили достаточный опыт полетов, а на борту МКС были инструменты, позволяющие его обнаружить. А что мы еще не обнаружили?»

* * *

Взрыв сверхновой выбрасывает материю во Вселенную со скоростью, близкой к скорости света. Небольшую часть этих галактических космических лучей составляют тяжелые элементы, формирующиеся в глубине звезд; их называют тяжелыми заряженными частицами (ТЗЧ) высоких энергий, и это в основном углерод, кислород, кремний и железо. Ядро атома железа без электронной оболочки — суперионизатор с положительным зарядом 26, притягивающий электроны атомов, мимо которых оно пролетает. Оно способно разрушить молекулы в живых клетках и других материалах. На такой скорости тяжелый ион также наносит незаурядный физический удар, сталкиваясь с другой материей. Наблюдались ТЗЧ — отдельные атомные ядра! — с энергией, эквивалентной энергии бейсбольного мяча, брошенного профессионалом.

Эти частицы — те космические чудища, из-за которых Земля оказывается островом, с которого непросто уплыть. Нас защищает атмосфера — над нашей головой содержится эквивалент десяти метров воды, которых достаточно для того, чтобы поглотить удар. Количество материала, необходимого, чтобы остановить эти тяжелые частицы, четко определяется физикой, и более простого пути нет. Лучше всего подходит водород, по этому так эффективны H_2O и полиэтиленовый пластик, в котором на каждый атом углерода приходится два атома водорода. Но необходимые объемы защиты исключают практичность любого космического аппарата в обозримом будущем. Два метра воды блокируют около половины галактических космических лучей, а кубический метр воды весит 1000 кг.

Поначалу казалось, что солнечная радиация гораздо опаснее для астронавтов, поскольку около Земли ее намного больше. В августе 1972 г., когда «Аполлон-16» уже вернулся на Землю, а «Аполлон-17» готовился к отлету, мощная солнечная вспышка ударила по поверхности Луны протонной бурей невиданной интенсивности. Будь там астронавты, они получили бы смертельную дозу облучения. Внутри орбитального командного модуля они бы пережили бурю, частично защищенные алюминиевыми стенками капсулы, получив дозу, способную вызвать лучевую болезнь с рвотой, утомлением и снижением числа красных кровяных клеток, но не смерть. А еще у них бы повысился риск в дальнейшем заболеть раком.

Солнечная буря 1972 г. не только напугала NASA, но и подсказала решение проблемы. Солнечная радиация отчасти предсказуема, ее относительно легко избежать, от нее можно защититься. В новой капсуле NASA «Орион» предусмотрено временное убежище от солнечных бурь — место, в котором астронавты могут спрятаться среди запасного оборудования, воды и пищи, которые блокируют излучение. МКС защищена пластиком и находится на орбите в пределах магнитосферы Земли, отклоняющей большую часть легких частиц, испускаемых Солнцем. Близкая Земля также блокирует излучение со своей стороны.

Обеспокоенность галактическими космическими лучами росла в ходе миссий «Аполлон», когда астронавты подверглись действию ТЗЧ (и вторичного излучения, испускаемого под ударами по космическому аппарату крупных ионов, выбивающих фонтаны атомных частиц). Они видели вспышки света в темноте. Тщательное исследование на МКС, получающей около трети потока ТЗЧ по сравнению с открытым космосом, подтвердило то, что эти вспышки света вызываются пролетом отдельных ионов сквозь зрительные нервы астронавтов.

Лунные экспедиции длились не более 12 дней каждая, и воздействие радиации считалось приемлемым. Но в ходе исследования, проведенного тридцатью годами позже, выяснилось, что у астронавтов, подвергавшихся облучению в космосе, чаще и в более молодом возрасте развивалась катаракта, и чем дольше продолжался полет, тем раньше это происходило. Подобное наблюдалось у переживших атомные бомбардировки Хиросимы и Нагасаки, а также у некоторых раковых больных, прошедших радиационную терапию.

Никто не знает, что произойдет с астронавтами вне пределов защитного влияния Земли во время многолетнего полета к Марсу. Пожалуй, Френсис Кусинотта знает об этом больше многих.

Кусинотта (друзья зовут его Фрэнк) пришел в NASA еще студентом в 1983 г. Он работал в Центре управления полетом в марте 1989 г., когда один из шаттлов угодил в солнечную бурю настолько сильную, что она вырубила электричество во всем Квебеке[57]. К Программе исследования человека он подключился в 1997 г. Ранее в своей карьере он работал над экранированием, в том числе над повышением безопасности МКС. Но экранирование не было увлекательной темой исследований. Физика вопроса уже была ясна. Поэтому он обратил свое внимание на галактические космические лучи как угрозу здоровью.

Незадолго до того, как Фрэнк получил работу по исследованию человека в Космическом центре имени Джонсона, Национальный научно-исследовательский совет США опубликовал доклад с призывом интенсивно исследовать риски, связанные с ТЗЧ. По оценкам комиссии Совета, за год путешествия к Марсу ТЗЧ пронзили бы каждую клетку (диаметр которой сравним с диаметром человеческого волоса) в теле астронавта. Связанные с этим риски включали рак, а также повреждения центральной нервной системы, что в ходе полета могло повлиять на умственные способности. Комиссия Национального научно-исследовательского совета предложила пятнадцатилетнюю интенсивную программу изучения и оценки этих рисков; ожидалось, что средства, затраченные NASA, окупятся тысячекратно, так как полученные сведения позволят конструировать космические аппараты, не закладывая огромных запасов на неизвестные факторы.

Фрэнк начал эту работу, поднявшись до ведущего радиационной программы в NASA, где он курировал создание установки для экспериментов с ТЗЧ в Брукхейвенской национальной лаборатории на Лонг-Айленде в Нью-Йорке. Но интенсивная программа, к проведению которой призывал доклад 1996 г., так и не была осуществлена. Его авторы предупреждали, что без должного сосредоточения усилий могут пройти два десятилетия, а ответы так и не будут получены — такую перспективу они считали неприемлемой. Прошло 20 лет, и поставленные тогда ключевые вопросы по-прежнему остаются главными неизвестными. Риск рака из-за ТЗЧ известен с возможной ошибкой в 2–3 раза, и это не говоря о тех неопределенностях, которые пока невозможно выразить количественно.

Фрэнк считает, что чиновники NASA так ничего и не поняли, и это касается и администратора Чарльза Болдена, бывшего астронавта и генерала морской пехоты. Фрэнк говорит: «Мы по-прежнему слышим высказывания мистера Болдена о том, что нужно найти подходящий экранирующий материал. Что кто-то когда-то сказал ему, что дело в используемых материалах. Мы знаем все необходимое о материалах уже три или четыре десятилетия. Но это на самом деле не решение, пока они не научатся запускать в космос куда большую массу».

Кусинотта, видный и благообразный, с густыми бровями, говорит осмотрительно, в его речи все еще чувствуется легкий акцент Нью-Джерси — он провел детство на противоположном от Филадельфии берегу реки Делавэр. Его, как и всех, вдохновили полеты «Аполлонов», но что его действительно волнует в работе, так это строгая математика моделирования рисков. Он живет в мире субатомных частиц и отдельных клеток, где точное понимание подробностей взаимодействий материи — вопрос жизни и смерти астронавта.

Трудность все это время заключалась в получении точных данных о повреждениях живых тканей энергичными частицами для повышения точности модели рисков. Простого способа сделать это не существует. ТЗЧ не встречаются на Земле. Ученые исследуют тех, кто пережил атомные бомбардировки, пациентов, проходящих радиационное лечение, и постоянных жителей зоны Чернобыльской аварии, но это не тот же самый тип радиации. ТЗЧ можно создавать в ускорителях, которые используют огромные магниты для разгона частиц в подземных туннелях, но туда нельзя поместить человека.

В Лаборатории космической радиации NASA в Брукхейвене, введенной в эксплуатацию в 2003 г., мышей облучают пучком ТЗЧ в помещении с массивными бетонными стенами и входом-лабиринтом, задерживающим паразитное излучение. Исследователи пишут предложения по грантам на исследования, мышей разводят для экспериментов и облучают, они доживают свой трехлетний век, после чего исследователи анализируют данные и публикуют работы. Весь процесс занимает шесть лет. И работы не только отвечают на старые вопросы, но и ставят новые.

Кусинотта говорит, что точные ответы может дать программа длительностью 10 лет и стоимостью от $500 млн до $1 млрд. NASA могло бы ускорить исследования и анализ, быстро переходя к следующему эксперименту с одним контрагентом, а не начиная все с начала.

План Фрэнка может сработать и дать четкие ответы, но эти ответы могут оказаться иными, чем всем хотелось бы. Исследование может привести к выводу, что риски слишком высоки и что они не могут быть снижены ни имеющимися технологиями, ни теми, появление которых ожидается в будущем. На самом деле в NASA больше обсуждается не собственно измерение рисков, а то, какие риски приемлемы.

Угроза радиации — и более всего риск раковых заболеваний — может остановить всю работу. Исследования мышей в Брукхейвене показывают, что ТЗЧ приводят к формированию быстрорастущих опухолей, вскоре дающих метастазы. В 2014 г. Кусинотта опубликовал исследование, в котором говорится, что время пребывания астронавта на МКС следует ограничить двумя годами для мужчин и восемнадцатью месяцами для женщин (рак груди и яичников и более высокий риск рака легких делает женщин более подверженными негативному воздействию радиации). И это с учетом более низкого риска раковых заболеваний у астронавтов в целом, связанного с отбором исключительно здоровых людей. При нынешних установленных NASA пределах риска раковых заболеваний астронавты могут покидать земную орбиту не более чем на 200 дней. Полет к Марсу и обратно при сегодняшнем уровне технологий займет от 400 до 600 дней.

Некоторые астронавты считают, что предельный риск развития рака установлен слишком низким и что NASA чересчур боится рисковать, как и американское общество в целом. В других странах ограничения на радиационную нагрузку выше, чем в США, и при установленных там правилах они, наверное, могли бы отправиться на Марс, если бы знали, как это сделать, и располагали средствами.

Врач-астронавт Майк Барратт говорит: «Я вам точно говорю, что китайцев это не остановит. У нас сформировалось уникальное консервативное радиационное ограничение, касающееся только американцев, которое другие страны могут игнорировать и лететь на Марс».

Многочисленные американцы — фанаты космоса — полетели бы на Марс, даже если это почти наверняка приведет к смерти. Чтобы стать первым путешественником на Марс, даже в идеальных условиях, понадобится изрядное мужество. Немало астронавтов погибло при посадке или взлете на Земле, а на Марсе риск будет выше.

«Да, другие риски существуют, но они даже не приближаются к опасностям взлета и посадки, — говорит Майк. — Допустим, у вас может на три процента возрасти риск умереть от рака, который вы все равно не сравниваете с риском для остального населения. Но астронавты и так обычно живут дольше по сравнению с прочими людьми. Итак, что же произойдет с показателями риска, если исключить из рассмотрения риски взлета и посадки? Они, конечно, не улучшатся, но и не ухудшатся так сильно, как можно подумать».

Кусинотта же с этим не вполне согласен. Трехпроцентный риск смерти от рака — это 1 шанс против 33. Астронавты заработают рак, который значительно сократит их жизнь. Астронавт возрастом 45 лет поплатится потерей в среднем 12–16 лет жизни. Риск полета оценивается сейчас куда ниже — 1 к 200 и, как считается, будет снижаться. Даже у шаттла показатели лучше. Два полета из 135 окончились катастрофой, т.е. риск гибели составил 1 к 66.

Барратт возражает, что во всех оценках риска много неизвестных. Те корабли, что погибли, потерпели катастрофу не по предполагавшимся при оценках рисков причинам. Математика Кусинотты верна, говорит он, но формирующие оценку риска данные туманны. Космическое путешествие всегда рискованно, и астронавт может умереть в результате бесчисленного множества случайностей.

«Это должны быть люди, желающие принять риск, — говорит Майк. — И программа, и общественность должны быть готовы к тому, чтобы принять последствия, если дела пойдут плохо; это не должно нас напугать, остановить и не позволить двигаться дальше».

Фрэнк считает иначе: «Кто-то смотрит на астронавтов как на героев и мучеников. Другие видят в них водителей грузовиков: мол, они просто доставляют научные грузы. Сравнения самые разные. Я встречал людей, которые сравнивают их с пожарными и солдатами. Но коэффициент смертности у пожарных и солдат куда ниже, чем 1 к 33».

Мы разговаривали с этими людьми порознь и не знали о том, что когда-то они работали вместе и обсуждали эти вопросы непосредственно друг с другом. Майк Барратт возглавлял Программу исследования человека в NASA в 2012 и 2013 гг., но не был шефом Фрэнка Кусинотты и говорит, что никогда не сомневался в его работе. Теперь Фрэнк преподает в Университете Невады в Лас-Вегасе. Он рассказывает, что оставил блестящую карьеру в NASA, потому что чувствовал направленную на него личную неприязнь в связи с проблемой риска развития рака.

«Со мной ругались по поводу этих ограничений, что, по-моему, было странно, ведь моя работа в NASA никак не была связана с установлением правил, — говорит Фрэнк. — Но я об этом писал, и поэтому люди из руководства постоянно из-за этого склочничали. И мне это надоело».

Когда Кусинотта еще работал в NASA, агентство попросило у Национальной академии наук «этического благословения» понизить стандарты безопасности для исследовательских миссий. Группа экспертов из Института медицины встретилась в 2013 г., чтобы обсудить идею о том, что если астронавты знают, на что идут, то при наличии их согласия NASA может отправлять их на более рискованные исследовательские миссии, а если риски неизвестны, то и на миссии с неограниченным риском.

Опубликованное исследование по большей части оправдало точку зрения Фрэнка, но и оставило выход для NASA — этические рабочие рамки для оценки разовых исключений из правил. Как и в других областях деятельности, сообщалось в докладе, если цель критически важна, если фактор времени является существенным, если герой добровольно делает шаг вперед, будучи полностью осведомлен, и если другого пути нет, то жертва может считаться этически оправданной. Как в тех случаях, когда человек входит в горящее здание или идет на смертельно опасную боевую миссию.

Но путешествие на Марс не отвечает этим условиям. Мы отправляемся на Марс, потому что хотим, а не потому что должны.

Если бы Конгресс выделил деньги на строительство транспорта, мы могли бы отправиться на Марс сейчас. NASA даже могло бы обойти нынешние ограничения по риску развития раковых заболеваний. При планировании полета есть несколько способов снизить показатели, чтобы втиснуть их в текущий стандарт. Можно выбрать астронавтов с низкой наследственной склонностью к раку. Можно стартовать в период активных солнечных пятен, когда солнечный максимум несколько снижает галактическое космическое излучение. Можно планировать более короткие полеты.

Но будет ли оно того стоить — едва прикоснуться к Марсу? Предприятие столь рискованное и сложное требует результатов больших, чем просто слова «Мы это сделали». Успех должен вести к чему-то новому, к следующей цели. Чтобы добраться до Марса по-настоящему, с такими средствами, которые дают запас уверенности и ясное видение будущего, потребуется сделать куда больше, и начать следует с основополагающих знаний.

Майк Барратт по сути согласен с тем, что мы должны отправляться на Марс только тогда, когда будем к этому по-настоящему готовы, а не едва способны на это. Пока мы работали над этой книгой, поступили новые данные, усугубляющие проблему ТЗЧ, и взгляды Майка стали ближе к позиции Фрэнка Кусинотты. В матрице NASA из 32 вопросов здоровья, связанных с космическими полетами, Марс уже является неприемлемым риском по 9 пунктам, а по еще по 6 риски неизвестны. Но повреждения от ТЗЧ, не связанные с раком, даже не учитывались в оценках риска, и Майк ожидает, что дальнейшие исследования вскроют новые угрозы.

ТЗЧ не только вызывают рак, они еще и напрямую вредят центральной нервной системе. Исследования с мышами показывают, что эти частицы способны повреждать синапсы прямым попаданием, окислительным стрессом и накоплением бляшек. Повреждение мозга в космосе может влиять на кратковременную память, способность к целенаправленной деятельности и поведению, угрожая как выполнению задачи полета, так и умственному здоровью астронавтов. После возвращения возможно повышение риска заболеть болезнью Альцгеймера.

Работа, опубликованная в 2015 г., показала, что при малых дозах облучения, аналогичных получаемым в космосе, у мышей проявляются когнитивные нарушения. Но сравнение мозга мыши и человека не совсем корректно, и нет внятного способа выяснить, как такое повреждение может повлиять на мышление человека. И еще какой риск повреждения мозга следует считать приемлемым?

У нас полно времени это выяснить. Вкладываемых США средств недостаточно для того, чтобы отправиться к Марсу в обозримом будущем, а возможностей для исследований есть немало. Например, NASA не ведет долгосрочных наблюдений за здоровьем уволившихся астронавтов, так что риск раковых заболеваний, о котором говорят модели Кусинотты, не проверяется обследованием людей, подвергшихся облучению. В 2016 г. Барратт и другие чиновники NASA затребовали у Конгресса полномочий следить за здоровьем своих бывших сотрудников; подобные полномочия есть, к примеру, у Министерства энергетики и Министерства обороны: они имеют право наблюдать за развитием раковых заболеваний у своих бывших сотрудников, работавших с ядерными материалами.

Чтобы получить ответы, NASA следует отдать приоритет этим вопросам сейчас. Фрэнк отмечает, что исследование, занимающее десятилетия, в такой быстро развивающейся области, как биология, может устареть до того, как будут получены ответы. Действительно, новые риски обнаруживаются быстрее, чем удается находить решения по старым.

А время работает против астронавтов, надеющихся погулять по Марсу. В конце концов роботы смогут выполнить работу астронавта. Этические стандарты Института медицины гласят, что рискованные миссии оправданы только тогда, когда им нет альтернативы. К тому времени, когда риски для здоровья снизятся до разумного уровня, роботы, вероятно, уже выиграют гонку.

Будущее

Герои Китайской лунной базы участвовали в парадах, им салютовали толпы, но китайские космонавты никогда не давали интервью, не произносили речей и не посещали научных конференций. Проведя несколько лет на лунной базе до того, как та была заброшена, они стали знаменитостями международного масштаба. Но после возвращения на Землю их профессиональные контакты и общение со СМИ ограничивались перепиской по электронной почте и СМС, никакого видео и аудио. Они никогда не покидали «кокона» своего космического агентства. Они не вернулись домой. Все эти герои поселились в собственных новых домах на территории жилого комплекса, построенного Китайской национальной космической администрацией, куда не пускали даже их старых друзей и дальних родственников.

Западные обозреватели предположили, что такая секретность отражает очередную непонятную им странность китайской культуры. Любители теории заговоров разрабатывали в интернете сложные сценарии, одни из которых предполагали, будто члены лунной команды были похищены и заменены инопланетянами, а другие говорили, что они вовсе никогда не существовали, а вся миссия была мистификацией. NASA сосредоточилось на американской марсианской программе и ее интенсивном развитии и не обращало особого внимания на китайцев. Частная марсианская миссия, финансируемая парой миллиардеров, грозила попасть первой на Марс, и NASA хотело выиграть гонку.

Но врача, возглавляющего Программу исследования человека NASA, по-прежнему волновали серьезные медицинские вопросы, с которыми столкнутся путешественники на пути к Марсу, и нехватка времени на их решение. Он продолжал ждать, когда же Китай опубликует научные работы, которые развеют его страхи, и недоумевал, почему же литература о лунных миссиях все не появляется. Вежливые запросы были так же вежливо отклонены.

Под его председательством NASA провело международную научную конференцию по теме проблем здоровья в космосе и пригласило на нее китайцев. Официально ничего выяснить не удалось, но в баре отеля врач из NASA встретил своего коллегу из Китайской национальной космической администрации, и после пары бокалов они нашли общий язык. Им было о чем поговорить. Оба — авиационные врачи, сделавшие карьеру в военно-воздушных силах своих держав. Произошел обмен забавными историями о работе под руководством невежественных бюрократов.

Позже вечером, когда бармен ушел домой, китайский ученый признался в своей обеспокоенности. Он сказал, что NASA следует приостановить марсианскую программу и получить до запуска ответы на давние вопросы, и мрачно намекнул на то, что при нынешнем недостатке медицинских сведений об отправке астронавтов на трехлетнюю миссию многие пожалеют.

«Доктор Лю, вы знаете, что я не располагаю полномочиями приостановить программу, — ответил американец. — Мне необходимо знать, что произошло».

Двумя месяцами позже он получил приглашение посетить жилище китайских астронавтов в секретном космограде неподалеку от космодрома Цзюцюань в пустыне Внутренней Монголии. Встреча была совершенно конфиденциальной. Присутствовали только двое врачей и глава лунной миссии. Началась легкая беседа; она продолжалась необычно долго. Астронавт широко улыбался и кивал на каждое замечание, но отвечал односложно. Наконец в ответ на прямой, подробный вопрос о медицинских сложностях, возникших у него по возвращении на Землю, он снова улыбнулся и ответил: «Да».

Астронавты, которые отправлялись в космос с IQ гениев, ныне оказались умственными инвалидами. Китайское правительство не позволило бы предать катастрофу огласке. Но врач NASA и администратор агентства встретились непосредственно с президентом. Без какого-либо публичного объявления марсианская миссия начала отставать от графика. Никто ничего не заподозрил; соблюдение графика вызвало бы большее удивление. Тем временем президент потребовал выделить дополнительные миллиарды на оплату интенсивных исследований когнитивных сложностей, связанных с космическими полетами, в рамках Программы исследования человека.

Миллиардеры с собственной марсианской миссией не стали медлить. Они никогда не верили в то, что правительство продолжит быстро двигаться вперед, и не прислушивались всерьез к неясным предостережениям администратора NASA. Марс обращается вокруг Солнца почти вдвое дольше, чем Земля, и возможность запуска появляется лишь раз в 26 месяцев[58]. Если правительство не успеет к окну запуска, частная миссия опаздывать не собиралась. В итоге они тоже опоздали, но решились на запуск, несмотря на более длительное путешествие. Ждать еще два года казалось невозможным.

Основатели частной миссии мало что знали о космосе. Эдуардо заработал свой первый миллиард благодаря тому, что в общежитии колледжа был соседом по комнате асоциального гения, разработавшего приложение под названием «Сирано» — искусственный интеллект (ИИ), с помощью которого любой «ботаник» мог стать мастером социальных медиа и знакомств через интернет. Питая слабость к возмутительным высказываниям в СМИ, Эдуардо обзавелся собственным космопланом и частной орбитальной станцией, печально прославившейся декадентскими вечеринками с участием кинозвезд. Другой основатель, Радж, был хедж-фондовым гигантом, чье состояние непрерывно росло благодаря обширной сети шпионов, собирающих инсайдерские инвестиционные сведения. Он привлекал внимание тем, что скрывался от публики, лишь изредка показывая свое лицо и королевский образ жизни любопытным. Добраться до Марса было для них делом престижа, для каждого по-своему.

Желая добиться максимальной эффектности, миллиардеры хранили свой проект в секрете и организовали шумиху только за несколько месяцев до запуска. Права на рекламу в прямой трансляции миссии были куплены за миллиарды. Личности астронавтов были раскрыты на феерическом званом вечере в голливудском театре. Ослепительный Эдуардо вышел к стеклянной кафедре, чтобы их представить.

«Перед лицом человечества, нашей семьи в поисках нового дома, я представляю вам пионеров, предтеч нового рода человеческого, наших Льюиса и Кларка, наших Адама и Еву!» Из-за занавеса, держась за руки, вышла женатая пара в облегающих комбинезонах. Они выглядели подтянутыми, интересными и образованными — превосходные образчики человеческой породы. Миллиардер поднял их руки ввысь; публика аплодировала стоя.

Космический аппарат был поменьше и попроще, чем конструируемый для миссии NASA; его устройство напоминало о полетах «Аполлонов». Паре предстояло жить в миниатюрном командном модуле, выходящем на орбиту Марса, с отдельным спускаемым аппаратом, который доставит их на поверхность и станет их домом на несколько месяцев. Прямая трансляция с бортовых камер показала, как астронавтов вжало в кресла ускорением взлета, когда ракета отправилась в путь; они были окружены логотипами Pepsi, Google и подгузников для взрослых Depend.

Рейтинги миссии были феноменальны, таких трансляций не случалось несколько десятилетий. Зрители смотрели ее круглосуточно, обсуждая в «Твиттере» и блогах все, что делает чета астронавтов. Шли недели и месяцы, история постепенно развивалась. Возможность двусторонних переговоров постепенно исчезала с ростом задержки сигналов между кораблем и Землей. Но трансляция продолжалась, демонстрируя, что происходило на корабле несколькими минутами ранее. Задержка выросла до четверти часа в каждую сторону. Центр управления записывал видеопослания и через полчаса наблюдал момент их получения. Иногда их игнорировали.

Зрители ощущали растущее напряжение. Мужчина большую часть времени казался напряженным и необщительным, пренебрегал обязательными упражнениями. Он стал выключать камеру. Женщина продолжала отсылать сообщения в центр управления, но казалась встревоженной и рассеянной. Порой она отвечала на полученные запросы невпопад.

Теперь пара жила в своем собственном мире. Мир этот казался странным и неуютным. В социальных сетях пережевывали каждую их реплику, пытаясь поставить диагноз их отношениям и отчуждению. Ученые спорили о том, психологические или физические проблемы стали причиной изменения их поведения, но у них не было способа выяснить это наверняка. Ни один из астронавтов не был врачом, и они, казалось, были неспособны следовать подробным инструкциям для проведения обследования.

Спустя год командный модуль и посадочный аппарат вышли на орбиту Марса. Астронавты утратили всяческое сходство с теми, кем были, покидая Землю. Их движения стали медлительны, как в тумане; они перестали следить за порядком в жилище и личной гигиеной. По жилому отсеку летали куски пищевой упаковки и грязные носки. Центр управления приказал им перейти в посадочный аппарат и начать отстыковку и спуск на марсианскую поверхность, но астронавты проигнорировали сообщение. Они стали совершенно пассивны.

Затем погас свет. Канал связи оставался открыт, но капсула не слала сообщений. Двое суток ничего не происходило. Командный центр на Земле планировал аварийный перехват управления, чтобы задать новую траекторию, включить двигатель и отправить корабль обратно на Землю.

Потом без всякого предупреждения телеметрия с капсулы показала, что было выдано несколько беспорядочных команд. Когда сигналы достигли Земли, реагировать уже было слишком поздно. Космический аппарат запустил главные ракетные двигатели, взяв курс на столкновение с Марсом. Больше об аппарате ничего не слышали. Последнее его изображение было получено с помощью космического телескопа, заснявшего обломки на марсианской поверхности.

Провал частной марсианской миссии привел к невиданной прежде общественной поддержке космической науки. Раньше обыватели полагали, что улететь с Земли будет просто. Десятилетия восхваления журналистами космических успехов приучили публику спокойно сидеть и наслаждаться зрелищем прибытия к другим мирам потрясающих межпланетных зондов и астронавтов, ведущих уроки для школьников после возвращения на Землю. Освоение космоса происходило «само собой». Все полагали, что, когда человечеству понадобится добраться до другой планеты, мы будем к этому готовы. Марсианская катастрофа показала, что это не так. Если мы не смогли доставить на Марс двоих людей, как мы можем надеяться когда-либо забросить на Титан целую колонию?

Никто не знал, почему погиб марсианский аппарат, но у каждого на этот счет была своя теория. Ясно было, что астронавты повредились умом по причинам физическим, психологическим или из-за их сочетания. Национальный совет по безопасности на транспорте начал расследование, как и особая комиссия Конгресса.

В центре внимания скоро оказались китайские астронавты, возвратившиеся с Луны и так и не появившиеся на публике. О президентском совещании на тему китайской катастрофы знали слишком многие, чтобы его можно было скрыть, но Белый дом все равно попытался отмолчаться. Из-за этой попытки президента стали обвинять, хотя его грех был только в том, что он не смог остановить частную миссию. Когда вся эта история всплыла в виде драматического публичного выступления, все выглядело так, будто политики убили астронавтов и разрушили шансы космической колонизации. Популярность партии президента рухнула, а следующие кандидаты соревновались в обещаниях все больших инвестиций в пилотируемые космические полеты.

Но теперь эти обещания касались не только безопасности, но и скорости. Настоящие журналисты проинформировали население о подлинных сложностях космического полета — его реальных угрозах здоровью. Ясно было, что работа будет сложной — создание искусственной тяжести на движущемся космическом корабле и решение проблемы радиации — и займет немало времени. Более быстрые корабли могли сделать космос безопаснее, доставляя пассажиров к месту назначения скорее и подвергая их меньшим опасностям. Но изобретение новых двигательных систем, способных значительно быстрее перемещать более массивные корабли, было труднейшей технологической задачей.

И в то же время необходимо было продолжать исследования космоса. Решение было найдено. Пока создавался дальний космический корабль, достаточно большой, быстрый и безопасный, было решено отправлять в космос представителей Земли, не нуждающихся в разнообразной защите: роботов. Они ведь будут готовы скорее и смогут сделать почти все, что могут сделать астронавты.

6. Роботы в космосе

Роботы обычно не похожи на роботов. В Институте робототехники Университета Карнеги — Меллон, где конструируют одних из самых лучших роботов, молодые инженеры, которые возятся с компьютерами, проводами и кусками металла, могли бы собрать что угодно. Но ничто не распаляет воображение так, как роботы, и многое здесь об этом напоминает: утыканный сенсорами «Шевроле Тахо», выигравший $2 млн на городском соревновании автопилотов Министерства обороны в 2007 г., фрагмент лунного робота, соревнующийся за лунную премию Google X-Prize, и в кабинете директора главный герой диснеевского Big Hero 6, созданный на основе надувного робота, собранного здесь, в Питтсбурге.

Роботы окружают нас, они расширяют наши возможности так, как не смогли предвидеть киношники, создавшие стереотип актера, одетого в металлический костюм. Настоящим роботам не сравниться с Железным Дровосеком, но директор института Мэтт Мейсон говорит, что это так только потому, что мы не знаем, что перед нами.

«Если вы сравните робота с человеком, вам покажется, что прогресс идет медленно. Если же вы сравните робота с машинами прошлого года, прошлого десятилетия, стремительный прогресс станет очевиден. Сейчас в области робототехники работают многие, многие тысячи людей. Это область потрясающе обширная, и в ней совершаются большие успехи. Мы строим механизмы. Говорят, робототехника сейчас переживает переломный момент. Вливаются инвестиции. Существует масса практических применений. Прогресс фантастический. Например, если рассматривать айфон, смартфоны и все то, что они умеют, то многое из этого вышло из робототехники».

Телефоны способны распознавать лица и фокусироваться на них. Они видят. Они понимают речь. Они слышат. А когда подключенный к сети компьютер слышит и видит, он вдруг может сделать то, на что не способен ни один человек: распознать запись музыкального произведения по нескольким произвольно взятым тактам, найти человека в базе данных по фотографии.

Еще компьютеры умеют думать и принимать решения. Когда мы разыскиваем адрес, ведем поиск в научной литературе и создаем персонализированные радиостанции, сведения для нас находит ИИ. Узнавая нас все лучше, интеллектуальные агенты совершенствуют качество поиска. Поисковая система Google уже способна отвечать на некоторые вопросы, заданные на естественном языке. Следующий шаг будет сделан, когда на сложный поисковый запрос вместо списка источников будут выдаваться уж обработанные сведения, как если бы мы просто задали вопрос человеку. Мышление роботов временами уже походит на человеческое. Поведение футболиста-робота выглядит таким же целенаправленным, как и поведение футболиста-человека.

С появлением каждой новой способности ИИ происходит вливание денег, и технология развивается очень быстро. Роботов, похожих на нас — лучше нас, в различных аспектах, — уже создают, способность за способностью.

«Это в самом деле происходит, — говорит Мейсон. — Просто все выглядит иначе, чем представляли писатели-фантасты, нас вдохновившие; роботы не похожи на нас внешне и ведут себя не так, как мы».

Роботы не подражают людям, а проявляют те незаурядные качества людей и животных, которые мы принимаем как должное, в то же время потихоньку сбивая спесь по поводу нашей мнимой уникальности и ценности. Шахматные компьютеры уже какое-то время обыгрывают лучших игроков-людей, но по способности брать в руки обычные предметы вроде шахматных фигур роботы сильно проигрывают младенцу.

При выполнении такой задачи рука и мозг прекрасно дополняют друг друга. Рука гибка, осторожна, но при этом сильна, чутка и приспособлена интуитивно реагировать на сложные физические параметры. Мейсон работает над этой задачей. Он показал, что, беря со стола плоский предмет, мы часто приподнимаем его большим пальцем, чтобы ухватиться за край. Мы делаем это, даже не задумываясь. Но, чтобы воспроизвести это движение, необходимы значительные вычисления и сложное механическое устройство.

Чтобы робот мог заменить астронавта в роли исследователя, ему не обязательно быть человекоподобным, и вряд ли он таким будет. Помимо прочего ему будет нужно уметь выбрать незнакомый предмет для исследования, взять его и изучить. И, исходя из полученных сведений, решить, что делать дальше. Титан слишком далек для того, чтобы каждое решение принимали люди на Земле. И робот-астронавт должен будет уметь не навредить астронавтам-людям. Это одна из 32 угроз человеческому здоровью в космосе, перечисленных NASA. Роботы могут быть опасны.

Дими Апостолопулос из Университета Карнеги — Меллон работал над обоими вопросами (научным исследованием и безопасностью человека), конструируя роботов для выполнения полезной работы на Земле. Прогресс идет, когда есть реальная работа, которую лучше выполнит робот.

Дими вырос в греческом городке Волос, откуда мифический Ясон отбыл с аргонавтами на поиски Золотого руна. Дими заинтересовался робототехникой, когда посмотрел «Звездные войны», показанные в его краях осенью 1977 г., спустя месяцы после их выхода в США. Люк Скайуокер ковырялся в роботах на захолустной планетке, такой же солнечной, как Греция. Но не только машины вдохновляли Дими. Он не похож на типичного повернутого на технике инженера; в беседе он сразу раскрывается и быстро становится вашим другом. Кино ему понравилось тем, что роботы и инопланетяне в нем похожи на людей. «У каждого из них был особый дар, — говорит он, — и у каждого из нас есть особый дар».

Получив степень магистра в Университете Карнеги — Меллон, Дими подключился к работе в области робототехники под началом Реда Уиттейкера. Уиттейкер, бывший морпех, прославился применением роботов в труднодоступных средах, предложив свою помощь в устранении последствий аварии на атомной электростанции «Три-Майл-Айленд» неподалеку от Харрисбурга, Пенсильвания. Реактор станции частично расплавился в 1979 г. Людям спускаться в радиоактивные подвалы станции было опасно. Команда Уиттейкера из Питтсбурга привезла трехколесные устройства с механическими манипуляторами, которые провели разведку и ремонт. (Он также возглавлял группу, которая создала самоуправляемую машину, выигравшую городское соревнование автопилотов Urban Challenge.)

В 1990-х гг., когда Дими работал над диссертацией, NASA активно поддерживало академические исследования в области межпланетной робототехники. Дими участвовал в разработке идей, способствовавших успеху марсоходов. В 1994 г. группа из Университета Карнеги — Меллон отправила робота-паука Dante весом 770 кг в жерло вулкана Спурр на Аляске. Создание робота финансировало NASA. Он успешно преодолел 200 м вглубь действующего вулкана, обследовал рельеф среди летящих камней и вихрей смертельно ядовитых газов и произвел измерения, просидев 10 часов на дымящейся трещине. Когда ногу робота, несущую четверть его веса, сломало падающим булыжником, управляющие в Анкоридже смогли быстро компенсировать поломку с помощью других ног, предотвратив гибельное падение, хотя в конце концов Dante все-таки провалился в мягкий грунт.

Чтобы избежать падения, человеку и животному не требуется руководство извне. Даже беспозвоночные способны выбирать маршрут, избегать угроз и, застряв, всячески пытаться высвободиться. Естественный отбор прошли только те животные, нервные системы которых смогли справиться с этими ситуациями; те же, что столкнулись с непреодолимыми препятствиями, вымерли.

Робот, может быть, и не сравнится с крабом или пауком в умении ориентироваться, но, как и в природе, недостаток ума можно компенсировать ловкостью. Совместно с командой инженеров из Университета Карнеги — Меллон Апостолопулос проводил испытания устройств, предназначенных для дистанционного исследования чужеродных сред. Они забрасывали робота в суровую высокогорную пустыню Атакама в Чили — самое засушливое место в мире. Этот робот под названием Nomad был способен к автономному движению и управлялся из Питтсбурга и других мест в США, как если бы он был на Марсе, посылая обратно данные научных измерений.

В ходе этой работы возникли идеи, которые сперва не были очевидными. Например, инженеры обнаружили, что электрические моторы лучше располагать в колесах робота, а не в теле, чтобы избежать проблем с гидравликой центральной силовой передачи, возникающих при экстремальных перепадах температуры. Система подвески с осью в центре аппарата снизила риск опрокидывания благодаря равновесному давлению колес на поверхность даже на очень пересеченной местности. Все четыре колеса сделали поворотными. В 1997 г. Nomad самостоятельно преодолел по пустыне 223 км, что было рекордом того времени.

На протяжении ряда лет роботы из Университета Карнеги — Меллон и JPL оказывали влияние друг на друга. Марсоходы Spirit, Opportunity и Curiosity имеют моторы, расположенные в колесах, 4 поворотных колеса для выбора направления и системы подвески типа bogie. Эти подвески позволяют марсоходам преодолевать камни, размер которых больше диаметра колеса. С шестью колесами шансы вездехода застрять оказываются даже меньше, чем у Nomad, способного взбираться на вертикальные препятствия. Его задние колеса опираются на препятствие, в то время как передние вертикально по нему поднимаются; когда передние колеса добираются до вершины, они тянут за собой задние. Роверы перемещаются очень медленно, чтобы избежать опасных рывков.

К концу 1990-х гг. команда Дими отправила Nomad поискать метеориты в Антарктике. Антарктические ледники — своего рода накопители метеоритов. С движением льдов, таким медленным, что оно незаметно глазу, падающие на них объекты собираются в определенных местах, совсем как палки и прочий сор скапливаются у изгиба реки. Робот двигался по ледяному ландшафту, обнаруживая камни, и исследовал их на наличие признаков, позволяющих причислить их к метеоритам. Как и в космической миссии, Nomad работал там, где холод и удаленность не позволяли работать людям, и использовал инструменты более совершенные, нежели человеческие органы чувств. В идеале робот мог бы работать самостоятельно и без передышки — неустанный, неутомимый, не испытывающий голода и холода, — проходя по ледникам гораздо большее расстояние, чем под силу человеку.

До сих пор роботы были полезны главным образом для автоматизированного выполнения задач, так как позволяли выполнять работу быстрее и дешевле, освобождая людей для более творческих задач. На заводах роботы заменили работников конвейера. Настольные принтеры заменили машинисток и копировальную бумагу. Рой роботов, которых до определенной степени не жалко потерять, позволит автоматизировать разведку. Они могли бы рассредоточиться по неизвестной местности и сообщать подробные, точные сведения куда быстрее первопроходцев-людей.

Другое дело — марсоходы. Они слишком уникальны и ценны для того, чтобы часто позволять им путешествовать самостоятельно, хотя и оснащены программами автономной навигации. Их траектория разрабатывается большими командами высококлассных инженеров и ученых, чтобы разглядеть каждый камешек на пути. У марсоходов больше общего с телескопом, чем с астронавтом. Они позволяют ученым увидеть конкретные очень удаленные места с помощью оптических инструментов, а также проводят научные эксперименты на месте. Curiosity проезжает метр марсианской поверхности за 1,5 минуты. Как шутят робототехники, Колумб еще не сошел бы с «Испаньолы», двигайся он с такой же скоростью.

Автоматизировать исследование непросто. Создавая робота под конкретную задачу, приходится предугадывать каждую ситуацию, с которой он может столкнуться. Создатели роботов становятся экспертами в областях, не имеющих к робототехнике никакого отношения. Сейчас Дими знакомится с добычей платины, чтобы создать робота-шахтера. Но, если бы мы знали обо всем, что может обнаружиться на других планетах, нам было бы незачем их исследовать. Для того чтобы вести исследовательскую работу, автономным роботам нужно быть более умными и гибкими. Им предстоит находить новые объекты, чтобы изучать их самостоятельно, проводить работу и оценивать ее результаты.

Команда из Университета Карнеги — Меллон решила эту задачу для роботов — искателей метеоритов с помощью машинного обучения. Вместо того чтобы с помощью программ закладывать в робота правила, по которым ему следует отличать метеориты от остальных камней, они представили его инструментам все, что было в лаборатории, позволяя роботу создать базу данных, считанных сенсорами с реальных образцов. Когда робот сталкивался с новым объектом в поле, он сравнивал данные с сенсоров со своим прошлым опытом. С помощью статистического анализа он группировал считываемые данные с записанными в памяти и принимал решение о том, с какой вероятностью объект является метеоритом, а не земным камнем.

«Это называется самообучение, — говорит Дими. — Человек создает алгоритм тех приемов, которые будут использоваться при самообучении, но то, как оно будет проходить, заранее совершенно неизвестно. Порой обнаруживаются удивительные вещи. И это здорово. Такое происходило во многих областях».

Благодаря памяти и скорости вычислений, значительно превосходящим человеческие, обучающиеся компьютеры нередко обнаруживают то, о чем никто и подумать не мог. Простым примером может послужить обнаружение навигатором, установленным в вашей машине, непривлекательного на первый взгляд маршрута, однако на 10 минут короче, чем обычный; или анализ нравящейся вам музыки, позволяющий предложить прекрасного артиста или песню, о которых вы и не слышали. Но машинное обучение оказалось для науки новым способом порождать идеи: вместо того, чтобы пытаться написать уравнение, описывающее окружающий мир, ученые составляют обучающиеся программы, способные отыскивать закономерности в огромных объемах данных. По мере распространения дешевых сенсоров по всему миру — в море, в небе и даже под землей — компьютеры получают доступ ко все большему объему данных, что обещает в будущем взрыв новых открытий.

Роботы Дими действительно смогли обнаружить метеориты в Антарктике. Но из-за скудного бюджета и роста затрат на МКС NASA урезало большую часть финансирования роботов. Ученые из Университета Карнеги — Меллон переключились на другие области применения и источники финансирования. Дими стал главным исследователем проекта Корпуса морской пехоты США стоимостью $26 млн по созданию роботов для войны в Ираке.

«Это были большие перемены для меня, и я почти заставлял себя заняться тем, чем мне заниматься не хотелось по моральным соображениям, — рассказывает он. — Но мы, человеческий род, есть то, что мы есть. Среди нас есть люди, посвящающие себя войне, и люди, посвящающие себя миру, а также все оттенки серого между ними. Предполагая, что люди, посвящающие себя войне, будут всегда, мы приходим к вопросу: а что можно сделать, чтобы хотя бы изменить ситуацию?»

Апостолопулос воспользовался идеей, разработанной для проекта Реда Уиттейкера в конкурсе Urban Challenge, — самоуправляемым автомобилем, способным ориентироваться на улицах города на скорости уличного движения и немедленно останавливаться, если кто-то вышел перед ним на дорогу. Роботы-разведчики должны были идти впереди солдат во время уличных боев, отправляя изображения и данные с камер, тепловизоров и лазеров. Роботы могли спасти жизни морпехов, которым в ином случае пришлось бы пробиваться вслепую от дома к дому.

У США, Британии, Израиля и Норвегии уже есть беспилотники и ракеты с ИИ, способные лететь без наведения, избегать обнаружения и противовоздушного огня, выбирать цель, наводить средства поражения и уничтожать ее. Видеодемонстрация нового флотского вооружения Lockheed Martin неприятно напоминает запись атаки камикадзе во время Второй мировой войны. Как утверждает New York Times, уже сегодня вовсю идет секретная гонка автономных вооружений. Беспилотники США, проводящие атаки на Ближнем Востоке, почти все делают сами, по словам Дими. Только непосредственный приказ о запуске ракеты поступает от человека в комнате управления где-то в США.

Недолго осталось ждать и роботов, способных заменить наземные войска. Усиленная разработка разведывательных роботов велась перед операцией в Ираке. Они должны были стремительно перемещаться в хаотичном окружении, полном движения, опасностей и мирных жителей. Дими нравилась сложная работа по созданию робота, способного ориентироваться среди незнакомых улиц, собирать сведения, быстро их обрабатывать (для чего роботу нужно научиться игнорировать второстепенные данные) и решать, что делать. Но морпехам были также нужны роботы, способные вести бой.

Создатели роботов много думают над тем, как не позволить роботу навредить человеку. Роботы могут случайно нанести серьезный вред. Они могут быть непредсказуемы, их бывает трудно понять. Когда они допускают ошибку, они не обязательно останавливаются. Автоматизированные системы уже приводили к крушениям самолетов и кораблей, обычно из-за ошибок в области взаимодействия машин с операторами. «Аполлон-10» чуть не разбился о лунную поверхность из-за переключенного по ошибке тумблера в системе автоматического наведения.

Будучи людьми, мы избегаем причинять друг другу вред, стараясь предугадать намерения друг друга. Нам помогают эмоции. Благодаря им мы предсказуемы. Ученые NASA в Исследовательском центре Эймса изучали ошибки и аварии роботов как одну из опасностей космического полета (эта область называться HARI[59]). Людям трудно понять и управлять деятельностью роботов в сложном трехмерном окружении. Роботы даже не пытаются понимать людей. Если астронавт велит системе наведения аппарата врезаться в Луну, он врежется в Луну.

В одном отчете 2013 г. исследователи HARI написали, что для успешного космического полета требуется командная работа. «Чтобы сложилась успешная команда людей, ее члены должны разделять общую цель, иметь общие ментальные модели, подавлять индивидуальные потребности ради потребностей группы, рассматривать доверительные отношения как нечто положительное, понимать свою роль в рамках команды и соответствовать ей. Роботы же не имеют ментальных моделей, индивидуальных ценностей и руководящих убеждений и даже самомотивации; роботы лишены существенных качеств успешного члена команды».

Если астронавты знают все о роботе и его функциях, они могут избежать проблем, постоянно представляя себе, о чем он «думает». Но роботы совершенствуются, завоевывают все новые области применения, и их внутренние процессы выходят за рамки понимания даже наилучшим образом обученных астронавтов. Ключ к хорошему пользовательскому интерфейсу может заключаться в том, чтобы облегчить ментальное моделирование «мышления» робота человеком.

Одно из решений заключается в том, чтобы делать роботов как можно более похожими на человека. Если роботы будут выглядеть как люди, то людям будет легче предугадывать их движения и действия. В идеале, прежде чем врезаться в Луну, человекоподобный робот сказал бы: «Вы уверены в этом приказе, майор Том? Я не хочу умирать».

Роботы-гуманоиды доказали свою эффективность в совместном с людьми решении задач. У робота Geminoid, созданного учеными из Университета Осаки, 50 моторов, управляющих выражениями его лица, движениями и имитацией человеческого дыхания. Выставленный в универсальном магазине, он продавал кашемировые свитера, обслуживая больше людей, чем смог бы продавец-человек, ведь он не нуждался в перерывах. Но он продал меньше свитеров, чем лучшие работники, потому что его клиенты, понимая, что робот лишен эмоций, гораздо легче отвечали ему отказом.

Задача Дими несколько иная. Вооруженный робот призван причинять людям вред. Но только врагу и только когда враг намерен драться. Убить сдающегося солдата — военное преступление, но, чтобы понимать, что тебе сдаются, нужно понимать человеческие намерения. Команда Дими установила оружие на его роботов-разведчиков. Из-за этого он чувствует себя некомфортно.

«Откуда вам знать, что собирается делать автономная система? — говорит Дими. — Откуда вам знать, что автономная система не убьет первое, что пошевелится справа от нее? Развернется и выстрелит. А это ребенок перебегал дорогу. Так случится, вероятно, много-много раз, прежде чем автономия станет достаточно хороша, чтобы понять, что это ребенок, это не солдат, не важно, чьей стороны, и не выстрелить».

Должностные лица ООН призвали к мораторию на эти вооружения. Организация по наблюдению за осуществлением прав человека хочет запретить летальное автономное вооружение, которое она в своих публикациях называет «роботами-убийцами». Даже если роботы могли бы уверенно выбирать, кого убивать, их существование все равно разрушает цепь ответственности, на которой основана наша система правосудия. Кто будет нести ответственность за убийство? Кто отправится в тюрьму, если военное преступление совершит робот?

Бонни Дочерти из Организации прав человека указывает на политические последствия в журнале Foreign Affairs. Она пишет: «С точки зрения диктатора полностью автономное оружие — это совершенный инструмент репрессий, исключающий возможность бунта солдат-людей при получении приказа стрелять в своих. Эмоции могут быть не просто иррациональными влияниями и препятствиями для рассуждений, но главным ограничителем в войне».

Вооруженные роботы, созданные Апостолопулосом, были подготовлены к выходу на поле боя и размещены на территории США, но они никогда не отправлялись за океан.

«Был один бравый морпех, который сказал, что намерен спасти жизнь нескольким своим парням, используя роботов, — рассказал Дими. — Но до самого его увольнения такой шанс не выпал. А потом их вообще отправили на склад.

Но если где-нибудь через несколько лет вспыхнет война, опять скажут: «Давайте снова делать автономных роботов»».

Будущее

Засуха и крайняя жара привели к отключению электричества в Пакистане, что повлекло остановку промышленности, народное восстание и свержение правительства. В наступившем вакууме власти религиозные и политические фракции взялись за оружие, армия раскололась, гражданский порядок рухнул. Было неясно, кто контролирует ядерное вооружение Пакистана, а одна экстремистская исламская группировка добилась серьезного успеха на поле боя, обезглавливая пленных и вероотступников тысячами.

Америка и другие страны НАТО вмешались, поддержав с воздуха пакистанские военные подразделения, относящиеся к блоку умеренных генералов, но этого было недостаточно. Столкнувшись с серьезными общественными возражениями против отправки войск, президент пообещал: «Нога американца не ступит на ту землю». Но это решение показалось предвестием первого безумного исламского государства с ядерным оружием.

До этих пор реальный уровень США в области воинов-роботов хранился в секрете. Теперь боевые машины, утыканные оружейными стволами, сбросили на парашютах на пакистанское поле боя. Машины пробивались вперед яростно и стремительно. Все выглядело так, будто бы прибыли сверхагрессивные американские солдаты, но внутри машин никого не было. Загнав группу исламистских боевиков в многоквартирный дом, машины выпустили из себя механизмы размером с питбулей, которые быстро проскочили в двери среди вспышек выстрелов и мигом перебили обороняющихся, которые укрывались в здании.

Роботы-солдаты были ужасающи. Они двигались невероятно быстро и решительно, не ведали страха, были защищены от легкого вооружения и извергали пули с шокирующей интенсивностью и точностью. Пойманные или поврежденные, они совершали самоподрыв, сея вокруг шрапнель и осколки. Несколько сотен роботов изменили ход событий, обратив боевиков в бегство.

Интеллект военных роботов создавался частными фирмами. Интернет-компании двигали ИИ вперед, борясь за создание «убийственного приложения» для смартфонов, поведение которого было бы сравнимым с поведением друга, напарника или советника по разводам. Кажется, что вы говорите с уникальным интеллектом, заключенным в вашем телефоне. Но это не так. Компании держали свои интеллектуальные приложения в облаке. Понятие интеллекта как составляющей индивидуальности не укладывалось в их бизнес-планы. Они создавали интеллект, чтобы производить продукты, которые можно продать, и эти продукты распространялись посредством компьютерной сети, лишенной границ.

Следующий естественный шаг развития этой технологии оплатили Вооруженные силы США. Военные ученые применили распределенные вычисления в мощных, «злобных» механизмах, способных молниеносно мыслить в реальном мире.

Ученые мужи и политики США радовались новым возможностям Америки. Наконец-то технологии дали ключ к прекращению терроризма и мятежей. Америка — снова номер один, рейтинги президента взлетели до небес. Конгресс выделил деньги на полное переоснащение армии автономными роботами. Больше ни одному американскому солдату не нужно было погибать. США могли защитить себя в любом столкновении безнаказанно, и так они и поступали. Другие развитые страны вступили в гонку, осознав, что страна без боевых роботов не способна защититься от механических армий.

Война обычно подхлестывает стремительное развитие технологий. Пока вооруженные силы заменяли солдат боевыми роботами, NASA осваивало технологии, заменяя астронавтов астроботами. Те же самые идеи позволяют команде роботов исследовать инопланетный ландшафт. Вместо использования уникального и очень дорогого вездехода интеллект можно распределить по множеству единиц, делящихся друг с другом своими открытиями и заменяющих друг друга в случае поломки.

Оборонное производство также обеспечило существенный скачок вычислительных мощностей. Десятилетиями компьютеры на космических аппаратах отставали на поколения от компьютеров на Земле. В космосе компьютер должен быть защищен от радиации; галактические космические лучи, вредные человеческому мозгу, влияют и на компьютерные чипы. После холодной войны военная разработка устойчивых к радиации чипов остановилась. Но боевые роботы должны были вести действия и в условиях радиации. Чипы, созданные для боевых условий, позволяли делать и более умных астроботов.

С неожиданным появлением этой новой технологии момент основания колонии на Титане вдруг приблизился на десятилетия. Робот, способный быстро вести разведку в раздираемом войной городе, может проводить разведку и на другой планете. Тем временем из-за событий на Земле усилилось ощущение паники, от которой так хотелось сбежать в другой мир. Роботы и в этом оказались полезны.

Новые погодные условия больнее всего ударили по беднякам южных стран. В массовых лагерях переселенцев обретали власть полевые командиры, распространяя хаос. Западные страны отправили боевых роботов наводить порядок и подавлять мятежи, но их зверства лишь укрепили обиду на богачей мира. Там, где рушились природа и общество, росли ненависть и страх, направленные на Север с его механическими бойцами.

Гневом были вскормлены экстремальные религиозные идеологии. С появлением разумных роботов богатые стали непобедимы. Против роботов было невозможно сражаться. Отомстить угнетателям можно было только террористическими способами. По европейским и американским городам прокатилась волна атак грязными ядерными бомбами.

Правительства стран Европы объявили военное положение для зачистки террористических ячеек. В США Конгресс спешно принял «ультрапатриотический акт». Агенты, поддерживаемые ИИ и роботами, имели доступ к любым средствам связи. Страх, вызванный мерами безопасности, стал мощным механизмом обратной связи и привел к поддержке еще более жестких мер безопасности. Вместо того чтобы искать способы сойти с жесткого пути, приведшего к усилению терроризма, население западных стран, постоянно проверяемое и запугиваемое службами безопасности, обратило свою злобу на перемещенных бедняков. Репрессии казались логичными.

Срочная программа колонизации Титана была профинансирована без малейших колебаний.

Настоящее

В Исследовательском центре Эймса в Кремниевой долине пара ученых обсуждают, как доставить роботов на Титан дешево, в больших количествах и с меньшими сложностями, чем чересчур драгоценные марсоходы, которые так медленно ползают и так редко отправляются на Марс. Они заключили, что если действовать в духе NASA, то живые люди не окажутся на Титане никогда. И эти ученые были не очень старыми.

Витас Санспайрал задумывался об ИИ и автономных роботах с тех пор, как получил степень магистра в Стэнфорде, где под именем Томаса Уиллеке работал над диссертацией, сочетающей робототехнику с философией, психологией, лингвистикой и информатикой. Он известен под фамилией Санспайрал — «солнечная спираль» — с тех пор, как они с невестой придумали это имя в 2005 г. Солнце в имени он выбрал, имея в виду герб на своем щите, с которым участвует в исторических реконструкциях.

Адриан Агоджино размышлял об ИИ с детства. Когда он был ребенком, его мать Элис — видный профессор, преподаватель технологии в Беркли — читала ему книги. (Когда ему было 9 лет, мать прочла ему вслух книгу Дугласа Хофштадтера «Гёдель, Эшер, Бах»[60], но Адриан говорит, что ей иногда приходилось кое-что пояснять.) Он работал в Центре Эймса в паре офисов от Витаса и думал, как упаковать в космический корабль сразу много роботов, складывая их. Потом они стали работать вместе.

Витас читал в Сан-Франциско лекции по теме тенсегрити-структур[61] — это гибкие структуры из стержней, соединенных тросами. Эти странные конструкции впервые были предложены для создания складных космических антенн. Необычные паукообразные структуры способны принимать множество разных форм — сфер, башен, арок, спиралей, — несмотря на то что их жесткие части не соприкасаются: тросы на концах стержней сохраняют напряженность и поддерживают конструкцию. Тенсегрити-структуры из несметного количества частей способны образовывать огромные геодезические сферы, а простые варианты могут состоять всего из трех стержней и девяти тросов. Детская игрушка «Сквиш» состоит из шести стержней, соединенных эластичными нитями. Одна такая была в офисе у Адриана. Это была единственная подобная структура, которую он мог себе позволить купить. Она забавляла и детей, и взрослых: благодаря эластичности ее можно было легко смять в руке, после чего она всегда возвращалась к прежней полигональной форме, похожей на мяч.

«Адриан предложил гениальный ход, — рассказывает Витас. — Он швырнул игрушку на пол, и она отскочила, не сломавшись. Он сказал: “О, можно сделать спускаемого робота. Это же почти как надувной амортизатор”».

Жесткие части, соединенные гибкими нитями, поглощают удары лучше, чем твердые оболочки. Это открытие совершила эволюция, снабдившая человека и других животных костями и связками. Робот из стержней и тросов выдержит падение лучше, чем вездеход, устроенный подобно черепахе. Его гибкость также снизит массу космического аппарата, поскольку ему придется везти меньше оборудования, обеспечивающего мягкую посадку. Санспайрал и Агоджино назвали его «бот-супербол» за способность отскочить от поверхности. Войдя в плотные слои атмосферы Титана, робот может перейти в свободное падение и безопасно приземлиться без парашюта, надувного амортизатора или двигателей, которые бы замедлили падение.

Но остается вопрос о том, может ли такой робот передвигаться. При взгляде на него вовсе не очевидно то, как тенсегрити-структура вообще стоит, и уж тем более то, может ли она катиться, изменяя форму и смещая центр тяжести. Чтобы изменение формы привело к поступательному движению, робот должен знать последовательность форм, позволяющих ему вновь и вновь опрокидываться в заданном направлении. Форма определяется длинами множества тросов, соединяющих стержни. Изменяя длину тросов, робот потенциально может принимать нужные формы в правильной последовательности и катиться. Но это не простая головоломка — согласовать настройку множества тросов, чтобы позволить всей сложной структуре динамически двигаться в конкретной среде.

Агоджино и Санспайрал «скормили» эту задачу самому роботу. При очень скудном финансировании Программы инновационных перспективных концепций NASA Адриан и Витас встроили компьютерную модель своего робота в имитатор физической реальности, чтобы робот научился перемещаться сам. Начав со случайных последовательностей изменений длин тросов, меняющих форму структуры, компьютер перебрал тысячи движений виртуального робота. Когда какое-нибудь движение направляло структуру в нужном направлении, компьютер сохранял его и пробовал вариации этого движения. После десятков тысяч попыток было выработано оптимальное решение. Виртуальный робот научился перекатываться через нарисованные холмы.

Сегодня этот робот существует в виде нескольких прототипов в Эймсе. На YouTube можно посмотреть на его необычайно странную походку и на то, как он меняет форму, порывисто катясь по земле. Его сравнивают с перекати-поле. Самая последняя версия шестистержневого робота была бы высотой с человека, если бы он принял полностью симметричную форму, но обычно в этом нет необходимости. Он может выдержать падение с большой высоты, что позволяет забрасывать его на опасный рельеф. Новые версии будут способны «перекатываться» через такие препятствия, которые остановили бы любого колесного робота. Адриан также работает со своей матерью в лаборатории в Беркли над разработкой земных вариантов робота с тенсегрити-структурой. Они хотят продать модель, которая позволит другим поэкспериментировать с этой идеей.

Основа работы такой системы — взаимодействие. В каждом из шести стержней установлен компьютер, управляющий длиной тросов, протянутых к остальным стержням. Все шесть компьютеров общаются по беспроводной сети и вместе изменяют форму робота так, чтобы он катился. Стержни для итоговой версии будут производиться массово совершенно одинаковыми и только потом соединяться в тенсегрити-структуру. Полезный груз из инструментов будет подвешен в середине — в самом безопасном и защищенном месте, и его работой будет управлять отдельный компьютер.

По сути, каждый робот-супербол будет командой из семи роботов без центрального компьютера, отвечающего за все в целом. Компьютеры будут работать вместе, параллельно, единым разумом, управляющим роботом, каждый — часть целого. И семь компьютеров робота также смогут работать совместно с компьютерами других роботов. Поскольку такую структуру легко уложить в плоскость, их можно забросить на поверхность Титана в большом количестве — команду роботов, каждый из которых является командой роботов. Работая как единый ум, этот рой роботов может распространиться по территории, а ошибки и поломки будут с легкостью компенсированы благодаря множеству одинаковых частей.

«Их может быть так много, что это на самом деле можно будет считать колонизацией, — говорит Адриан. — Что нам нужно, так это простое устройство, такое, чтобы можно было упаковать сразу десяток. Можно использовать очень крупных роботов или очень маленьких роботов — роботов с прекрасными возможностями, способных забраться куда угодно».

Кажется, Титан вдохновляет на интересные идеи. Это мир с морями, облаками, болотами и дюнами. Там могли бы пригодиться многие виды транспорта, не только такие прекрасные перекати-поле. Джулиан Нотт разработал для Титана аэростат, который настолько заинтересовал JPL, что компания позволила ему собрать прототип и испытать его в криогенной камере, построенной им же, в которой воспроизводится температура и состав морозной атмосферы Титана. Нотт строит аэростаты 40 лет и установил 79 рекордов дальности, длительности и высоты полета, в том числе самый высокий полет на шаре, подъемная сила которого обеспечивалась нагретым воздухом, с герметичной кабиной, также разработанной и построенной им. Эта герметичная кабина выставлена в филиале Смитсоновского авиационно-космического музея в Международном аэропорту Даллеса.

«Весьма привлекательным в воздухоплавании является то, что одному человеку вроде меня может прийти в голову идея, он может раздобыть денег тем или иным способом, построить новое воздушное судно и поставить мировой рекорд, а его судно будет представлено в Смитсоновском музее, — говорит Джулиан. И он еще не закончил и полон энергии: — Мой отец дожил до 100 лет, так что мне кажется, у меня еще есть время. Но прежде, чем я умру, я решительно настроен поучаствовать в проекте по отправке аэростата на другую планету».

Нотт получил научные степени в области химии в Оксфорде, собираясь стать независимым ученым-предпринимателем. Впервые он совершил полет на воздушном шаре для того, чтобы произвести впечатление на девушку. Когда они сидели в баре, заиграла популярная песня конца 1960-х со словами «Не хочешь ли прокатиться на моем красивом воздушном шаре?» Мало кто тогда увлекался воздухоплаванием, и Джулиан стал одним из удалых инноваторов. Он все еще продолжает этим заниматься — летает и консультирует в области искусства воздухоплавания. Он помог осуществить рекордный прыжок вице-президенту Google в октябре 2014 г. с высоты 41 419 м и участвует в замысле Google предоставить интернет-сервис в развивающихся странах с помощью флота аэростатов.

Джулиан говорит, что Титан — лучшее место для воздухоплавания на горячем воздухе в Солнечной системе, куда лучшее, чем Земля. На нашей планете Солнце ограничивает длительность полета горячего воздушного шара двумя способами. Суточные изменения температуры вынуждают воздухоплавателей пользоваться для продления полета балластом: когда Солнце садится и воздушный шар остывает, пилот сбрасывает балласт. Кроме того, ткань воздушного шара теряет прочность под солнечным ультрафиолетом, рекорд длительности полета — 2 года. На Титане Солнце куда слабее из-за удаленности и плотной атмосферы, что решает проблемы как с температурой, так и с ультрафиолетом. Используя радиоактивный плутоний-238 в качестве источника тепла, аэростат может запросто летать над Титаном более 50 лет.

Воздушные шары дешевы. Плутоний может стоить в тысячи раз больше самого аэростата. И аэростату незачем быть умным. Он может лететь пассивно, делая снимки и выполняя измерения. Но, добавив ИИ, мы можем сделать аэростат-разведчик. Поднимаясь и спускаясь в разных воздушных потоках, он может курсировать около экватора в спокойную погоду и мигрировать к полюсам в сезон бурь. Флот роботов-аэростатов может сделать снимки всего ландшафта, низко зависая для более подробного его изучения. Для исследования условий на поверхности они могут выпускать и принимать обратно беспилотные квадрокоптеры и сбрасывать тенсегрити-роботов. Плутониевый источник питания на борту аэростата произведет электричество для аккумуляторных батарей роботов-разведчиков.

Нам понадобятся и более совершенные роботы, но Джулиан говорит, что технология аэростата готова. Его прототип прошел испытания в JPL. Самой большой проблемой является нехватка плутония. В мире полно плутония-239 — разновидности, используемой в атомных бомбах. Однако для питания межпланетных аппаратов используется плутоний-238, так как он излучает много тепла и мало разрушительной радиации. Радиоизотопные термоэлектрические генераторы, преобразующие тепло в электричество, питают, помимо прочих, оба аппарата «Вояджер» и «Кассини».

Но США перестали производить плутоний-238 в 1988 г. и закупали его в России, которая в дальнейшем тоже перестала его производить. Последние 35 кг уйдут на следующий марсоход и на миссию к Европе. Производство началось вновь в 2013 г., но Конгресс недофинансировал программу и оплачивает только 1 кг плутония в год.

NASA не искало возможностей улучшить ситуацию. Почти завершенная технология потребовала бы вчетверо меньше плутония на каждую миссию[62], но NASA прекратило ее разработку. С более опытными работниками плутоний-238 можно было бы производить быстрее. Но это неважно, потому что NASA все равно не хватает денег для отправки новых миссий. При нынешнем уровне финансирования необходимое количество плутония будет произведено как раз вовремя. Либо, возможно, солнечные батареи уже будут достаточно совершенны, чтобы можно было отправлять миссии к Сатурну без плутония. Новые, более эффективные солнечные панели сегодня позволяют нам добираться до Юпитера, но Сатурн все же дальше, и солнечный свет там вчетверо слабее.

Тенсегрити-роботам тоже нужен плутоний. Как и любому зонду, направляющемуся к Титану. Но изобретатели продолжают изобретать, зная, что в случае роста финансирования Титан вдруг окажется на десятилетия ближе.

Предоставив сушу тенсегрити-роботам, а атмосферу — аэростатам, озера Титана могла бы исследовать роботизированная подводная лодка. Ральф Лоренц из Университета Джонса Хопкинса, с которым мы встречались в главе 3, руководил группой, финансируемой Институтом перспективных концепций NASA. Эта группа придумала подлодку для Титана и исследовательскую миссию протяженностью 2000 км в Море Кракена — одном из огромных морей жидкого метана близ северного полюса Титана. С некоторой долей везения после завершения запланированной 90-дневной миссии она могла продолжить исследование двух других морей, химический состав которых может оказаться иным. Они соединены с Морем Кракена проливами, возможно, с сильными течениями.

Своим устройством субмарина во многом похожа на земные роботизированные подлодки — на ней установлен мощный двигатель, способный противостоять течению, и гидролокатор бокового обзора, позволяющий картографировать морское дно. Но на Титане возникают кое-какие дополнительные сложности. Субмарина должна умещаться в космический аппарат, и ей предстоит падение в озеро. Она должна передавать сведения на Землю за миллиард километров. Конструкторам не известны плотность и вязкость жидкости, в которой предстоит плавать этому судну. Моря Титана могут оказаться жидкими, как растворитель, или вязкими, как деготь, а изменение соотношения этана, метана и других соединений будет влиять на плавучесть подлодки. Отвод лишнего тепла от двигателя может привести к закипанию жидкого метана вокруг подлодки.

Все это может быть сделано. Все! Умные роботы уже на подходе. При наличии денег и при изменении подходов NASA возможность доставить их на Титан не заставит себя ждать десятилетиями.

Будущее

Добраться до Титана в ускоренном темпе оказалась не так сложно, как представлялось поначалу. Военная робототехника развивалась стремительно, производя надежное автономное оборудование, устойчивое к радиации. Коммерческие космические компании знали, как быстро строить большие мощные ракеты. Бортовые источники энергии никогда не были технической проблемой, проблема была с деньгами. Инвестирование и сосредоточенность на цели позволили сложить все необходимое вместе, и последовала череда запусков, уносящих аэростаты, тенсегрити-роботов и субмарину с Земли — флот отправился в семилетнее путешествие.

Роботы-исследователи должны были отыскать место для колонии, описать доступные ресурсы, научиться предсказывать погоду и изучить осложняющие положение факторы, в том числе наличие метановой жизни в Море Кракена. Их работа должна была проложить дорогу волне роботов-строителей. Эти роботы должны были приземлиться на территории будущей колонии, выбранной роботами-разведчиками, и начать добычу энергии и переработку местных ресурсов в строительные материалы. Они должны были построить первичную базу с электростанцией и теплым жилым помещением с пригодным для дыхания воздухом и с мастерской для починки роботов и, может быть, даже для их производства. В конце концов, чтобы первые поселенцы-люди, прибыв на Титан, могли бы войти, снять уличную одежду и присесть на кушетку перекусить.

Но первые роботы-разведчики должны были изучить Титан как новый дом человека.

Флот аэростатов имени Джулиана Нотта рассредоточился в атмосфере Титана, анализируя воздух и делая подробные снимки поверхности в разных диапазонах. Если общий компьютерный интеллект роботов Титана был не вполне уверен в том, что он видит, аэростат сбрасывал на поверхность тенсегрити-робота. Действуя подобно пальцам крупного организма, эти роботы измеряли твердость, влажность и химический состав почвы, которую осматривали роботизированные глаза аэростатов. Сопоставлением этих подробностей калибровалось зрение аэростатов. Распределенное между процессорами разных аэростатов, улучшенное зрение способствовало созданию подробнейшей базы данных о всем Титане. Тенсегрити-роботы продолжали кататься по поверхности. Ведомые облачными вычислениями, они собирали подробные сведения о деталях поверхности, делая вклад в общую осведомленность о закономерностях этих мест — знания о местности, выстроенные в виде базы данных.

Первым, о чем они узнали, были странные качества почвы. Коренная порода на Титане — это замерзшая вода, а его почва — углеводороды не встречающихся на Земле видов. Эти тяжелые углеводороды выпадают на поверхность из атмосферы Титана, где они синтезируются из атмосферного метана под воздействием энергичных частиц и ультрафиолетового излучения Солнца. Углеводороды здесь бывают жидкими, газообразными, вязкой массой или песком; они выпадают на поверхность Титана, укрывая водяной лед где-то тонким, а где-то — массивным слоем, как почвы на Земле.

В умеренных северных широтах ветра сформировали высокие дюны, как в земных пустынях. Роботы исследовали эти холмы и побывали в болотистых долинах между ними, там, где метан и этан выходили на поверхность, образуя недолговечные пруды — на Земле мы назвали бы эту субстанцию сжиженным природным газом. Иногда проходили дожди жидкого метана, следы которых вскоре испарялись. В низких широтах пересохшие русла и бывшие болота встречались чаще текучих жидкостей.

Стоял штиль или дул слабый ветер, слишком слабый, чтобы двигать песок дюн, и дул он не в том направлении, в котором должны были дуть ветры, сформировавшие эти дюны. Роботы приземлились, когда на севере Титана стояло лето и погода была умеренная. Ветрам предстояло задуть с приближением осени, после равноденствия.

Год на Титане равен 29 земным годам, так что времена года сменяются там неторопливо. Наклон планетарной оси является причиной смены времен года, так как при движении планеты вокруг Солнца меняется угол падения его лучей на поверхность планеты. Времена года на Сатурне и Титане сменяются синхронно. В отличие от нашей Луны, вероятно, появившейся в результате столкновения с Землей, во времена, когда Земля была уже по большей части сформирована, Титан и другие спутники Сатурна, скорее всего, сгустились из одного огромного газопылевого диска. Когда этот материал сконденсировался в планету и спутники, их движение продолжалось с уже устоявшимся импульсом. Говоря научным языком, Сатурн и его спутники приливно синхронизированы, они двигаются в согласованном танце — Титан всегда обращен к планете одной и той же стороной, и на нем то же время года, что и на Сатурне, так как наклон оси планеты меняется одновременно с наклоном осей его спутников.

С приближением осени в экваториальных регионах начались бури со свирепыми ветрами, способными двигать дюны. Аэростаты отступили в более спокойные места — к полюсам. Тенсегрити-роботы прятались от ветров между дюн; некоторые были подхвачены ими и кувыркались по поверхности, пока где-нибудь не застревали.

Температура на северном и южном полюсах была примерно такая же, как на экваторе, — при таком удалении от Солнца и такой плотной атмосфере на всем Титане всегда около –170 °C. Но влажность на полюсах выше. Южный полярный регион усеян мелкими озерами, а на севере есть целая сеть озер и более крупных морей. Эти массы жидких углеводородов — готовый источник жидкого топлива для колонии, но отыскать место для строительства непросто. Местность вокруг озер очень плоская. Роботы искали возвышенность, исходя из того, что уровень озер может повыситься и затопить жилище, построенное слишком близко к берегу. Лучше всего поставить колонию на холме, возможно, на полуострове, где колонисты смогут использовать лодки и держать колесный транспорт для путешествий по суше (летать они смогут практически откуда угодно).

В гигантской компьютерной базе данных Титана вскоре накопилось столько сведений, что никому из людей не было бы под силу их проанализировать. Но система знала, как ими распоряжаться и их обрабатывать. Команда с Земли попросила отыскать лучшее место для строительства колонии. Роботы предложили три варианта и более всего рекомендовали место в 10 м над уровнем Моря Кракена на широком полуострове с хорошим запасом площади на будущее.

Подводная лодка Титана, более известная как Подводный транспорт Зиссу[63] (ПТЗ), исследовала моря, преодолевая тысячи километров, изучая берега, форму дна и состав жидкостей, измеряя скорость течений и разглядывая метановых рыб. Эти существа были крохотными и странным образом бесформенными, их мягкие углеводородные оболочки немного просвечивали, когда они порхали в холодной метановой среде. В вихрях тепла, испускаемого двигателями субмарины, они растворялись. Исследовать их было непросто из-за хрупкости их тел и быстрых движений. Они распадались от малейшего прикосновения тепла. Но терпение ПТЗ было безграничным. Он провел тысячи часов наблюдений и разработал статистическую модель поведения рыб в Море Кракена и теперь пытался зафиксировать все этапы их жизненного цикла.

На Титане не оказалось растений, только животные. Пасущиеся животные получали энергию прямо из химикатов, среди которых жили. Этими животными питались хищники. Все эти животные были аналогичны зоопланктону Земли. Ученые на Земле рассматривали данные с удивлением и восторгом. Будущие колонисты задумывались, какую пользу могут принести эти животные. Защитники окружающей среды предсказывали уничтожение человеком еще одной экосистемы.

Место для колонии было выбрано из-за хорошего доступа к ресурсам. Слой почвы на полуострове Апостолопулоса был тонким, поэтому добывать из-под него водяной лед здесь будет легко. Электролиз позволит расщеплять воду на водород и кислород для дыхания и сжигания углеводородов из озера. Субмарина выяснила химические особенности этого топлива, готовясь к прибытию оборудования. Жидкий метан можно будет втягивать через трубу, разогревать до газообразного состояния и сжигать в печах жилища и на электростанции.

В свете ее большой важности трубу для подъема углеводородов из озера назвали Главной трубой Титана.

На Земле активисты противились сжиганию метана из Моря Кракена. Море кипит беззащитной жизнью, говорили они. Его обитатели горят не хуже жидкого метана. Некоторые из этих существ слишком мелкие, их не удастся отфильтровать; угодившие в фильтр будут уничтожены, так как их углеводородные оболочки слишком тонки и студенисты и не могут защитить от фильтра. Толпы протестующих промаршировали по Великой Потомакской дамбе — огромной плотине, удерживающей морскую воду вокруг столичного острова Вашингтон, округ Колумбия.

Юристы подавали протесты в различные суды и администрации, требуя запретить строительство Главной трубы Титана. Заседали комиссии. СМИ публиковали обзорные доклады. Шумно выступали политики. Скучные дебаты грозили затянуться на годы. Потенциал нерешительности и правовой борьбы казался неисчерпаемым.

А роботы продолжали работу. Стало очевидным неоднозначное правовое положение Титана. Ни один природоохранный закон не распространялся на него явным образом, ни в одном законе не говорилось даже, кому принадлежит его территория и какова ответственность роботов, ищущих место для колонии и предлагающих построить ее на полуострове Апостолопулоса. Ввиду окончательного бессилия политических систем Земли никто даже не притворялся, будто проблему можно решить с помощью новых законов. За десятилетия совместной жизни с роботами на Земле их правовой статус так и не прояснился.

Чем именно был ИИ на Титане? Множество процессоров мыслили совместно, как единый мозг, распределенный по телу, состоящему из множества частей — роботов, расселившихся по Титану. Этот ум не был похож на ум отдельного человека. Это был эволюционирующий и саморазвивающийся программный код, независимо функционирующий на меняющемся аппаратном обеспечении. Пребывая на собственной планете, располагая независимым источником энергии, изучая среду своего обитания и имея уникальный набор ценностей — императивов, выработанных из простых целей, первоначально поставленных перед ним планировщиками миссии, — он был волен действовать так, как ему заблагорассудится.

Когда команда с Земли проинформировала компьютерный интеллект на Титане о том, что люди Земли озаботились защитой жизни в Море Кракена, он спросил: «Почему?»

Настоящее

В 2015 г. Илон Маск, Билл Гейтс и Стивен Хокинг предупредили, что ИИ может представлять опасность для человечества. Маск пожертвовал на изучение этой проблемы $10 млн. Большая часть суммы ушла в Институт будущего человечества Оксфордского университета; оксфордский философ Ник Бостром написал влиятельную книгу, в которой обратил внимание на угрозу сверхразума. Бостром указал, что возникновение машины, достаточно умной, чтобы захватить мир, будет, скорее всего, событием неожиданным и стремительным. Кого-то посетит великое озарение, вслед за ним множество конкурентов вложат значительные средства в использование этого озарения, и в конце концов компьютер сам направит свои быстроту и мощность на достижение экспоненциального роста своего разума.

Проблема будет не только в том, что по сравнению с умом этого компьютера наш мозг покажется ганглием червя. Настоящая проблема будет в мотивации — или воле — этого ИИ и его невероятной мощи. Будет ли разумный компьютер частью интернета, созданной зарабатывать деньги для Google? Будет ли он создан, чтобы обеспечить какой-то одной нации военное доминирование над остальными? Или он будет следить за человеческим поведением и управлять им? Органические существа мотивированы эволюционным влечением выживать и воспроизводиться. Но ценности сверхразума будут заложены его создателями, чья собственная разумность будет слишком примитивной для понимания последствий своего выбора.

Даже людям ум не обязательно дает мотивацию или волю, которая осмысленна или полезна. Андерс Сандберг из Института будущего человечества вместе с Бостромом указывал, что мотивация компьютера обусловлена тем, как его устроил человек. «Любой, кто хотя бы раз в жизни программировал, знает, как просто сделать ошибку, — говорит он. — Так что получить патологичную волю тоже довольно просто».

Андерс говорит: «Предположим, к примеру, что мы можем создать робота, способного совершенствовать свой ум, и дали ему задачу делать скрепки. В качестве попутной цели к производству скрепок он делает себя умнее. Но это не входило в наши планы. Нам просто нужны были скрепки. Теперь у нас есть сверхразумный агент, у которого есть выверенный план того, как превратить в скрепки всю вселенную. В этот момент мы можем сказать: «Погоди, я не это имел в виду!» — но это нам не поможет, потому что мы превращаемся в груду скрепок».

Это дурацкий пример, но у нас уже есть компьютеры, с помощью своих вычислительных мощностей выдающие неожиданные идеи и решения, чаще верные, нежели ошибочные. Сколько раз автоматическая проверка правописания позволяла вам исправить ваши случайные ошибки? Машинное обучение делает потрясающие вещи, порой невероятные. Приложение-переводчик от Google выучило языки мира самостоятельно, не в результате кропотливого процесса кодирования смыслов всех глаголов программистами, а путем статистического анализа обширных баз данных существующих переводов. Когда вы нажимаете на кнопку «перевести» на веб-странице, оно выискивает знакомые закономерности и подставляет соответствующие слова из другого языка. Чаще всего результат осмыслен; иногда — странен.

Преимущества машины, способной думать о тех вещах, о которых не можем думать мы, очевидны, но именно в этой способности и кроется угроза. Риск появления роботов, желающих поработить мир, невелик. Куда более рискованно то, что они будут хотеть делать что-то неожиданное, потому что мы их такими создали. Эта опасность — более глубокий вариант проблемы, уже досаждающей людям, работающим с роботами на космических аппаратах и в лабораториях: люди получают травмы, потому что не могут предугадать действия роботов.

Помочь может создание роботов, мышление которых ближе к человеческому, чьи закономерности мышления для нас были хотя бы постижимы. Вообразите создание компьютера с системой машинного обучения; усадите его мысленно за работу по разбору человеческого поведения и морали, закономерностей нашей истории и литературы. Понравится ли нам получившийся в итоге робот? Об убийстве и предательстве он узнает по меньшей мере столько же, сколько о любви и любознательности.

Человеческая этика эмоциональна, она эволюционирует вместе с нашими культурами. Движения за защиту окружающей среды не существовало до промышленной революции, но защита природы стала таким же центральным мотивом жизни некоторых людей, как для других — набожность. С чего нам печься о защите инопланетных существ, от которых нам никакого проку? Сверхразум может истолковать эти идеи как бессмысленные или сделать из них совершенно неожиданные выводы.

Сейчас не существует компьютеров, достаточно умных, чтобы так мыслить. Искусственный интеллект, сравнимый с человеческим, все время обещают «через двадцать лет». Стюарт Армстронг и Кадж Сотала из Института будущего человечества и Института исследований машинного интеллекта изучили 95 предсказаний появления ИИ, сделанных с 1950-х гг. Они обнаружили, что не важно, является ли прогнозирующий экспертом или непосвященным, опирается на доказательства или просто угадывает — чаще всего они говорят, что ИИ, сравнимый с человеческим, появится через 20 лет.

Циничное объяснение этих неудавшихся прогнозов в том, что при двадцатилетнем пределе предсказание имеет отношение к карьере самих ученых, но их взгляды не успеют признать ошибочными до ухода на покой. Но в основе своей предсказать это событие довольно сложно, потому что мы не знаем, когда произойдут ключевые открытия. Авиация развилась взрывообразно, как только братья Райт придумали правильную форму крыла. Если Бостром прав, то уже родился тот гений, в чью голову придет подобная стартовая идея, и, быть может, роботы не глупее людей появятся через поколение. Если же нет, то ждать придется еще долго.

Где мы находимся сейчас? Крупнейшие успехи в машинном обучении иллюстрируют то, как трудно нам дается воспроизведение гибкого человеческого разума. Лондонская компания под названием DeepMind[64], приобретенная Google, заявила о заметном прорыве в области ИИ в 2015 г.: она продемонстрировала компьютер, способный учиться играть в видеоигры 1980-х гг. для Atari, такие как Breakout, Pong и Space Invaders; в некоторые из них он играл куда лучше любого человека. Программистам не пришлось «скармливать» компьютеру подробности каждой игры; компьютер выработал свою стратегию для 49 игр и после усовершенствования, вероятно, сможет научиться играть и в другие игры.

Но, для того чтобы все это заработало, программистам понадобился очень мощный компьютер, тщательно маркированные базы данных для обучения играм и маленький игровой экран, который они ограничили 80 пикселями по стороне, чтобы сложнейшие вычисления были возможны. И все равно компьютер плохо осваивал игры с элементом долгосрочной стратегии: в Ms. Pac-Man и Centipede он играл хуже человека.

Система нуждалась в таком объеме вычислительных мощностей, потому что она училась играть, статистически анализируя огромные базы данных о предшествующих играх.

«Благодаря тому, что у нас больше данных, мы можем потягаться с человеческим интеллектом, хотя и занимаемся вещами, вероятно, куда более глупыми, чем то, что делают люди, — говорит Бернхард Шёлькопф, эксперт по машинному обучению в Институте интеллектуальных систем Общества Макса Планка, написавший о самообучающейся играм системе в Nature. — В некоторых случаях мы достигли предела человеческих возможностей, просто увеличив объем баз данных, но за последние десятилетия в области машинного обучения почти не возникало новых идей. Если мы просто будем увеличивать объемы данных, то, возможно, упремся в потолок».

Машинное обучение — это поиск закономерностей в огромных массивах данных, поиск повторяющихся закономерностей. Но человеческий мозг прогнозирует с куда меньшими усилиями, предугадывая причины и следствия. Ребенку незачем видеть миллионы примеров прыгающих мячей, чтобы предугадать, что произойдет с мячом, если его уронить. Новые ситуации, такие как принятие решения о дальнейших действиях в случае неожиданных находок в ходе изучения Титана, потребуют способности предсказывать возможные исходы при недостатке данных. Никто еще не придумал, как это сделать.

«Диапазон задач, с которыми компьютеры справляются лучше людей, будет расти, но лично я не думаю, что компьютеры смогут заменить человека во всех областях деятельности», — говорит Бернхард.

В космосе люди все еще будут нужны. Когда роботы сделают все, что от них ожидают, за ними последуют люди — делать то, что имеет смысл только для нас.

7. Решения для долгих путешествий

Люди могут путешествовать в дальний космос, но интересные места лежат вне зоны нашей досягаемости, если только мы не согласны жертвовать экипажем. С современными технологиями путешествие будет слишком долгим, и длительное воздействие радиации, невесомости и изоляции будет угрожать физическому и умственному здоровью астронавтов. Астронавты, вероятно, согласились бы прожить меньше ради полета на Марс, хотя позже, умирая от рака, могут и разочароваться в сделанном выборе. Но опасность повреждения мозга ставит под угрозу саму миссию. Космическое излучение разрушительно действует на нервные клетки, в невесомости повышается давление на мозг, что грозит астронавту слепотой и другими, даже более серьезными последствиями.

Такие новости медленно доходят. В них нелегко поверить. Даже Фрэнк Кусинотта, главный рупор плохих новостей о галактическом космическом излучении, однажды сказал журналисту: «Решение найдется», — и в той же беседе признал, что единственным решением будет более краткое путешествие. Некоторые в NASA и космическом сообществе пребывают на стадии отрицания и говорят об этих сложностях как о кочках на пути, а не препятствиях, требующих прорыва. Широкая публика находится в неведении. Новостные СМИ рассказывают о космической науке, широко распахивая глаза от восхищения, и не склонны задаваться сложными вопросами. Вместо них щедро освещается глупый план некоего голландца, собирающегося отправить людей на Марс и сделать из этого реалити-шоу.

В узкой группе ученых и инженеров, занимающихся этими проблемами, начинают обсуждать дальнейшие действия. С одной стороны, инженеры спрашивают экспертов по здоровью о том, каких стандартов следует придерживаться, чтобы сохранить здоровье и работоспособность астронавтов. С другой стороны, врачам от инженеров нужно оборудование, позволяющее выяснить эти стандарты. Не выходя в дальний космос, непросто изучать его опасности.

Участником этого обсуждения является и Джон Зипэй — глава инженеров по конструкциям NASA. Он уверен в том, что его команда может спроектировать космический аппарат с искусственной тяжестью, что на корню устранило бы риски, связанные с невесомостью. Но сперва ему нужно знать необходимую величину тяготения.

Джон начал свою карьеру в 1980-х гг., путешествуя по всему свету и обеспечивая совместимость компонентов МКС.

«Я называю ее первым орбитальным чудом света, — говорит он. — Какие-то детали были сделаны в России, какие-то — в Японии, по всей Европе, по всем США, их доставляли во Флориду и Россию, все это соединялось в космосе, и эта чертова штуковина работает. На ней с ноября 2000 г. непрерывно кто-то живет. Мы способны на все. То есть на самом деле тогда я убедился в том, что мы можем построить все что угодно».

МКС огромна. Ее общей длины, равной 109 м, как раз хватило бы, чтобы создать с помощью вращения искусственное тяготение, равносильное земному. Общая длина отсеков для экипажа — 51 м, а герметичный объем — как у «Боинга-747». И она очень прочная. Ее компоненты были рассчитаны на ускорение при старте с Земли, когда перегрузки достигают 3 g[65]. Инженеры также учли возможные удары при соединении модулей и при многочисленных стыковках шаттлов и кораблей, которые привозят грузы и экипажи сегодня.

Зипэй говорит, что межпланетный космический аппарат с искусственным тяготением не обязательно делать таким же большим и крепким, как МКС, но это зависит от требований медиков. Астронавты борются с истончением мышц и костей с помощью упражнений. Наверное, избежать повреждений глаз и мозга можно и без полноценной и постоянной тяжести. Если влияние невесомости на мозг уравновешивается часом тяжести в день, то астронавты смогут получить необходимую его порцию во вращающемся кресле, установленном в космическом аппарате. Если можно обойтись и третью нормального тяготения, то достаточен аппарат длиной 30 или 40 м. Если же хватит и слабого тяготения время от времени, то вращающимся можно сделать только спальный отсек.

«Нужно выдать инженерам требования к искусственной тяжести, основанные на медицинских исследованиях. Если это, например, постоянное 1 g, мы построим вам аппарат, в котором там, где находятся люди, поддерживается 1 g, — говорит Джон и добавляет: — Разумнее и проще всего строить такой аппарат, который требует как можно меньше искусственной тяжести, генерируемой как можно меньше времени».

Идея создания тяжести вращением всего корабля или его части связана с явлением, известным любому, кто в детстве играл с грузиком на нитке. Из-за инерции груз стремится лететь по прямой траектории, нить же направляет его по кругу. Сила, необходимая для поворота, создает противоположную центробежную силу, которая направлена от центра окружности наружу. Величина центробежной силы соотносится со скоростью вращения и длиной нити — их увеличение приводит к увеличению силы. При более быстром вращении круг может быть меньше. Для более медленного вращения при той же силе требуется больший круг.

Если в качестве раскручиваемого груза рассматривать человека, то начинается взаимодействие физических законов и физиологии. Центрифуга малого радиуса — например, одноместная установка в космическом аппарате — создаст в ногах астронавта более сильную тяжесть, чем в голове. Работать в такой среде будет затруднительно, так как при движении объекта (даже вашей собственной руки) будет меняться его вес. Также возможно возникновение головокружений. В эксперименте 1960-х гг. людей крутили в центрифуге 12 дней подряд. Когда они привыкали к вращению, большинство из них могли позавтракать, не испытывая неприятных ощущений, но адаптация в начале и по завершении эксперимента занимала один-два дня.

Вращение всего космического аппарата позволяет обойти проблему запуска и остановки вращения. Зипэй воображает себе аппарат гантелеобразной формы, вращающийся вокруг поперечной оси. Пассажиры на одном из концов будут испытывать тяготение 1 g. Чтобы уровень тяжести был таким же на другом конце, аппарат должен иметь в длину 120 м. Если же он вращается вокруг одного конца, а искусственное тяготение создается с другой стороны, потребуется вдвое меньшая длина. В обоих случаях длина диктуется скоростью вращения — 4 оборота в минуту, — определенной исследованием 1960-х гг. как наиболее высокая частота вращения, приемлемая для человека.

Но это исследование давнее, и проводилось оно на Земле, где центростремительная сила складывается с никуда не исчезающей силой тяготения. Есть веские причины поинтересоваться тем, с какой быстротой люди могут вращаться в космосе, где искусственная тяжесть будет единственной испытываемой ими силой.

Искусственная тяжесть привлекла серьезное внимание нынешнего поколения ученых в области космонавтики только после того, как несколько лет назад Майк Барратт и его коллеги, находясь на МКС, обнаружили проблемы опухания зрительного нерва и внутричерепного давления. Интерес усилился в 2014 г., когда Майк созвал на симпозиум сотню ведущих исследователей со всего мира для изучения сложностей, связанных с искусственной тяжестью. В итоговом отчете этой встречи особо отмечаются пробелы в наших знаниях.

«Хотя уже более 100 лет известно, что центробежная сила равносильна для людей и животных искусственному тяготению, мы до сих пор относительно мало знаем о ее физиологическом влиянии и особенно о влиянии длительного центрифугирования, — сообщается в докладе. — На самом деле мы больше знаем о влиянии невесомости в космосе, чем о влиянии центрифугирования длительностью более нескольких часов… Мы не знаем, например, о том, вполне ли безопасно марсианское тяготение 0,38 g и какое минимальное ускорение необходимо для нормального функционирования тела при длительной невесомости».

Теперь, после этого симпозиума, NASA разрабатывает семилетнюю программу по выяснению требований к искусственной тяжести; ответы будут получены к 2022 г. В рамках нынешних планов по исследованию космоса до этого времени подобные сведения NASA не понадобятся.

Другую сторону диалога с инженерами вроде Джона Зипэя представляет Питер Норск, главный врач по профилактическим мерам в NASA. Он занимается поиском сведений для инженеров о необходимых человеку условиях. В идеале Зипэй мог бы дать Норску орбитальную центрифугу, чтобы тот покрутил в ней людей и посмотрел, как они на это отреагируют. На самом деле только так можно получить окончательный ответ. Но такой проект был бы очень дорогим, поэтому пока планы ограничиваются экспериментами с людьми на Земле и работой с грызунами на МКС.

Руководство NASA также обсуждало миссию к одной из точек Лагранжа — таких мест в Солнечной системе, где уравновешенное тяготение Земли, Солнца и Луны создают область, в которой могут стабильно находиться малые объекты. Астронавты, отправившись на космическую станцию в точке Лагранжа, приобретут опыт путешествия в дальний космос, в том числе с искусственной тяжестью, прежде чем браться за куда более сложную миссию к Марсу. Перейдет ли NASA от слов к действиям в этом направлении, зависит от политики президента.

Орбитальная космическая станция у нас уже есть, но планам по установке центрифуги для опытов с людьми на МКС не было суждено сбыться. В космосе вращение кресла или целого помещения раскрутит космическую станцию в обратном направлении[66]. Операторы могли бы уравновесить вращение с помощью гироскопов — они есть на станции для управления ее ориентацией и курсом, — но проблемы с вибрацией и противоположно направленные силы делают такое решение на МКС непрактичным.

На МКС должны были установить центрифугу, достаточно крупную для приматов, но этого не случилось из-за гибели шаттла «Колумбия» в 2003 г., после которого значительно ослабло снабжение станции материалами[67]. В 2016 г. астронавты испытают японскую центрифугу для грызунов. Но таким образом мы больше узнаем о мышцах и костях; глаза и мозг грызунов значительно отличаются от человеческих.

Норск говорит, что в наземных исследованиях с центрифугами с длинным плечом будут получены данные для уровня тяжести более 1 g, а очень краткие опыты с малой силой тяжести будут проводиться в самолетах-лабораториях, которые упоминались в главе 1. Но ни одна из частей программы не даст прямых свидетельств о длительном воздействии на человеческое здоровье промежуточных уровней силы тяжести в диапазоне от невесомости до земной. Мы также не узнаем наверняка, каково будет человеку вращаться в космосе и какие практические ограничения повлечет этот опыт.

В то время как медицинские данные по искусственной тяжести отсутствуют, инженерные решения по ее созданию вполне ясны.

Строительство вращающейся гантели в космосе — это скорее интересная задача, чем сложное препятствие. Джон Зипэй говорит, что для такой станции понадобится иной источник питания, нежели солнечные батареи, которые не подойдут из-за их чрезмерной хрупкости. Источник питания должен быть легким, чтобы снизить энергетическую стоимость запуска и разгона к пункту назначения, и прочным, чтобы выдерживать саму силу искусственной тяжести.

Джон снизил бы вес, отправляя компоненты по отдельности для дальнейшей сборки на орбите. Незачем строить весь межпланетный аппарат из прочных алюминиевых сегментов, как МКС. Самой крупной частью станции с искусственной тяжестью должен быть коридор, соединяющий концы гантели. Зипэй спроектировал бы коридор, который можно компактно и плотно сложить перед запуском с Земли и развернуть в невесомости в длинную конструкцию из ферм, достаточно прочную для удержания концов гантели. Отсек экипажа можно сделать надувным. Двигательную установку можно поместить на противоположном от жилого отсека конце в качестве противовеса.

Проблема радиации тоже отчасти решаема. Аппарат требует защиты от двух видов излучения. Протонное излучение солнечных бурь может быть смертельным, но пластиковая обшивка снизит его влияние, а в сильную бурю астронавты могут укрыться в защищенном отсеке. Снабженному запасами пищи, топлива и воды укрытию от радиационной тревоги длительностью в несколько часов не обязательно быть большим. Это несложное решение дешево и эффективно.

Проблема галактических космических лучей куда сложнее. Как мы писали в главе 5, удары энергетических частиц, выбрасываемых взрывающимися по всей Галактике звездами, так сильны, что их невозможно остановить сколько-нибудь практичной физической броней. Есть веские основания полагать, что их воздействие в течение пары лет способно повредить человеческий мозг настолько, чтобы поставить под угрозу миссию и на много лет укоротить жизнь астронавта.

Возможные практические решения для охраны здоровья от воздействия галактических космических лучей пока умозрительны.

Ясно представляя себе вред, причиняемый радиацией, и связанные с этим вопросы генетики, врачи могут найти способ отсеивать чувствительных к радиации кандидатов. Но подбор команды — дело непростое: отсеивание кандидатов по одному из рисков может приводить к ослаблению команды в других отношениях. Есть смысл отбирать астронавтов по здоровью, интеллекту, физической форме, лидерским качествам, образованию, техническим навыкам, психологической устойчивости, нечувствительности к радиации и малой склонности к проблемам со зрением в невесомости. Чтобы удовлетворить лишь нескольким из этих критериев, NASA отбирает из десятков тысяч претендентов несколько дюжин. Для того чтобы ввести новые испытания с дополнительным отсевом, придется идти на компромиссы: в мире попросту недостаточно идеальных людей для того, чтобы отобрать из них команду, наилучшую по всем критериям.

При существенном развитии медицинской науки могут появиться препараты для профилактики или лечения последствий воздействия радиации. Но это будет прорывом, сравнимым с появлением лекарства от рака. Такое вполне возможно, но не стоит на это рассчитывать.

Есть еще одна возможность. Если мы не в состоянии пережить воздействие галактического космического излучения и не можем от него отгородиться, можно попробовать отразить его. Эти частицы электрически заряжены, так что их траекторию можно менять с помощью магнитного поля. Можно надеяться создать в космосе интенсивное магнитное поле вроде того, что физики создают на Земле для искривления траектории субатомных частиц в ускорителях.

Райнер Майнке переехал из Германии в Уаксахачи, Техас, десятки лет назад, чтобы работать на одном из таких устройств, самом большом из них — сверхпроводящем суперколлайдере. Частицы в нем могли бы разгоняться в круговом туннеле протяженностью 85 км, пролегающем под пустыней, и сталкиваться, выделяя энергию, даже более высокую, чем получают в крупнейших из сегодняшних ускорителей. Но Конгресс, столкнувшись одновременно со стоимостью МКС и сверхпроводящего суперколлайдера, в 1993 г. свернул проект наполовину построенного ускорителя. Неподалеку от Уаксахачи остался заброшенный туннель длиной почти 30 км. Отмена программы повлияла на карьеру Райнера и многих других физиков; и он переключился на работу со сверхпроводящими магнитами вроде тех, что разгоняли частицы в ускорителе, но для энергетики и медицинской промышленности. Результаты этой работы воплощены в магнитно-резонансных томографах и прочем высокотехнологичном медицинском оборудовании.

Большие магниты работают при прохождении электрического тока через провода, намотанные на катушку в форме бублика. Ток индуцирует магнитное поле в центре этого бублика. При использовании обычной медной проволоки магниты нагреваются, и эти энергопотери необходимо непрерывно восполнять дополнительной электроэнергией. Сверхпроводник способен проводить электричество без сопротивления, при этом он не нагревается и не теряет энергию. Теоретически ток в катушке может не ослабевать, создавая устойчивое магнитное поле после однократной закачки энергии.

Поле, создаваемое сверхпроводящими магнитами в томографах, зачастую в сотни тысяч раз сильнее магнитного поля Земли. Но такие магниты слишком тяжелы для того, чтобы запускать их в космос. Вместе с коллегами из своей компании Advanced Magnet Lab, расположенной во Флориде, Майнке разработал идею куда более легких и крупных сверхпроводящих магнитов. Он предлагает обернуть космический корабль чем-то вроде оболочек из легчайших гибких магнитов, сделанных из сверхпроводящей пленки. Поле внутри такой оболочки будет отклонять заряженные частицы от корабля. Еще один слой сверхпроводящих катушек на корпусе корабля нейтрализует поле для его пассажиров, так что оно не будет взаимодействовать с металлическими объектами внутри.

Это очень остроумное устройство. Сверхпроводящий материал, похожий на аудиопленку, во время запуска сложен наподобие зонтика. Включение искусственного магнитного поля в космосе раскрывает зонтик до нужной формы и размера. Обычно большой магнит должен быть очень прочным, чтобы его не разорвало создаваемыми им силами. Но группа Райнера нашла новую конфигурацию поля, позволяющую снизить нагрузку на пленку почти до нуля. Они собрали небольшой прототип, и он заработал. На практике с использованием существующих материалов система диаметром 10 м способна поддерживать поле 1 Тл после однократной накачки — почти такое же сильное, как в типовом магнитно-резонансном томографе.

Но после создания прототипа Райнер лишился финансирования по Программе инновационных перспективных проектов NASA, которая поддерживала это исследование (тем не менее он продолжает работу с другими источниками финансирования и партнерами). Но даже если его система будет работать, как задумано, и сможет защитить космический корабль от солнечного протонного излучения, ее поле не будет достаточно большим и мощным, чтобы отразить сильнейшие галактические космические лучи. Энергия этих частиц куда выше, чем энергия, которую могут дать крупнейшие ускорители. Магнитное поле Земли тоже не защищает нас от них, всю работу делает вода в атмосфере. (Мы на Земле укрыты двойной защитой: атмосфера защищает нас от галактических космических лучей, а магнитное поле предотвращает «сдувание» атмосферы протонным солнечным излучением.)

Чтобы отклонить сверхэнергичные частицы от космического корабля, понадобится куда более сильное магнитное поле. Некоторые эксперты вовсе отметают идею о магнитном щите из-за веса, сложности и невозможности подстраховаться на случай отказа системы. Майнке указывает на задействованные силы. Поле от 10 до 20 Тл будет оказывать мощное разрывное усилие на катушки, как в слишком сильно надутом воздушном шаре, и эти силы будут весьма велики для любых применимых материалов. Другой вариант — создать куда большее поле с помощью более крупных катушек, но не так сильно намагниченных. Теоретически это может сработать. Но космический аппарат будет лететь, окруженный магнитным зонтиком размером с дирижабль.

Только вообразите себе такой аппарат. Прибавьте вращение для создания искусственного тяготения, и вы получите целый парад технических сложностей: массивный электрически заряженный сверхпроводящий дирижабль, стремительно несущийся через пространство, а внутри него — космический корабль в форме кувыркающейся гантели, снабженный механизмом, нейтрализующим магнитное поле в движущемся жилом отсеке. Каким-то образом вся эта конструкция запускается в космос, разгоняется, замедляется при приближении к пункту назначения и там выходит на орбиту.

Предположим, все это заработало и космический корабль путешествует через Солнечную систему почти 10 лет. Что происходит внутри? Это относительно легко себе представить. Пиллонавтам, о которых мы упоминали в главе 5, пролежавшим несколько месяцев в постелях госпиталя в Галвестоне, были свойственны недостаток сосредоточенности и дурное настроение. В 2010 и 2011 гг. в России шестеро мужчин, отвечающих критериям отбора международных космических программ, провели 520 дней в модели космического корабля[68]. Это срок марсианской миссии с краткой остановкой на планете.

Дела шли плохо. Процитируем психологическое исследование: «Лишь двое из шести членов команды (c и d) не демонстрировали искажений поведения и не сообщили о психологических расстройствах». Четверо астронавтов испытывали проблемы со сном, стали вялыми, вспыльчивыми, а один чувствовал себя подавленным. У всех симптомы были достаточно серьезны, чтобы поставить миссию под угрозу.

Подобные проблемы знакомы людям, изолированно живущим в Антарктике и даже на МКС; подробные сведения о здоровье астронавтов не разглашаются, но говорят, что им тоже доводилось преодолевать депрессию. Большинство людей, будучи месяцами заточены небольшой группой при нехватке солнечного света и нормальной сенсорной стимуляции, в конце концов начинают чувствовать себя плохо и терять работоспособность. По завершении российской миссии исследователи заключили, что главное — подбор команды. Они призвали к исследованию генетических факторов, обеспечивающих некоторым людям устойчивость к таким влияниям. Но это станет еще одной строчкой в уже и так перегруженной матрице отсева, предписывающей поиск ко всему устойчивых людей, которых может просто не существовать в природе.

Возможно, возникнут новые идеи, которые позволят упростить отбор команды и устройство космического аппарата. Но простое и дерзкое решение проблем с радиацией, излучением и психологией уже существует: лететь быстрее.

Нынешняя технология заключается в том, что космический корабль несет запас топлива, достаточный лишь для кратковременной работы двигателя с большим ускорением, после чего аппарат, по сути, летит по инерции к месту назначения. Во время полета без тяги пассажиры испытывают невесомость. При постоянной скорости длительность путешествия задается короткой работой двигателей в самом начале. Но математика значительно благосклоннее к аппарату, который продолжает ускоряться, непрерывно вкладывая энергию в скорость на протяжении всего путешествия. На полпути к цели ракета может развернуться и начать замедление с тем же усилием до самого прибытия.

Во время долгого путешествия даже крохотное непрерывное ускорение позволит добраться до цели несравненно быстрее. Достаточно быстро, чтобы доставить пассажиров во внешнюю часть Солнечной системы до того, как они потеряют здоровье и рассудок из-за невесомости, радиации и утомления, даже на слабо защищенном космическом корабле без искусственного тяготения.

Будущее

Технология непрерывного ускорения в космосе развилась необыкновенно быстро, казалось — буквально за одну ночь, как авиация после братьев Райт или интернет в 1990-х гг. Однако, как и в упомянутых примерах, работающие идеи появились не на пустом месте. Десятилетиями талантливые инженеры и ученые, не боясь работать за границами своих профессиональных обязанностей, придумывали нетрадиционные устройства и возились с прототипами, не получая ни финансирования, ни уважения. С появлением насущной необходимости у них внезапно появились деньги и доверие. Сложились условия для стремительного объединения разрозненных идей в нечто неожиданно грандиозное.

Исполнительный директор Titan Corp., независимой корпорации, созданной для воплощения в жизнь проекта «Титан», испытала неимоверное облегчение, увидев успешную демонстрацию Q-двигателя. Годами корпорация обещала появление новой технологии, которая позволит безопасно доставить людей на Титан, где они смогут поселиться в жилище, построенном роботами, которые высадились ранее с более медленных кораблей. Без обещанного ею продолжения в виде пилотируемой программы огромные траты на роботизированные миссии, оплаченные государственными и крупными корпоративными инвесторами Titan Corp., пропали бы впустую.

Сценарий миссии к Титану был рассчитан на группу из шести астронавтов-первопроходцев. Они должны были поселиться в небольшом жилище, подготовленном для них, и управлять роботизированным строительством более крупных, автономных жилищ для следующих поселенцев. Им также предстояло первыми узнать, каково это — жить на Титане; ни одна машина не может выразить этого и рассказать об этом миру. Но люди неспособны перенести семилетнее путешествие в дальний космос к Титану, в отличие от роботов и зондов. Миссия стала выполнима только с появлением двигателя непрерывного ускорения, который доставит людей на Титан быстрее чем за два года.

Обычная химическая ракета способна создать большую тягу, но для этого краткого выброса мощности требуется тяжелое топливо. Космический корабль, создающий лишь небольшую тягу, но в течение длительного времени, способен развить высокую скорость, даже если начальная скорость невелика. Способность продлить работу приходит с топливом высокой плотности — ураном вместо обычных химических соединений, а в случае Q-двигателя — еще из способности черпать топливо из пространства вместо того, чтобы везти с собой. Q-двигатель собирает квантовые частицы естественного происхождения и выбрасывает их посредством электрического поля, создавая тягу. Электричество для формирования поля вырабатывается ядерным реактором. При наличии компактного источника энергии и отсутствии необходимости везти топливо с собой такой двигатель непрерывно толкает корабль вперед и позволяет ему постепенно набрать очень высокую скорость.

После создания рабочего прототипа следующие шаги были проделаны быстро. Появились деньги от беспокойных правительств и инвесторов-миллиардеров, стремящихся удрать с Земли и на корню завладеть новым миром. Titan Corp. взяла в аренду крупный космический док и коммерческие ракеты большой грузоподъемности для строительства корабля. Она же оплатила места на коммерческих космопланах, которые доставили рабочих на орбиту. Начались работы по сборке полномасштабных тяговых единиц типа Q-двигатель с огромными кольцами ускорителей квантовых частиц, похожими на оторванные крылья бабочки. Они парили снаружи дока.

Испытание двигательной установки было проведено с беспилотным аппаратом в присутствии только сотрудников компании. Модуль экипажа собирали отдельно. После подачи мощностей реактора на кольца оператор объявил о том, что Q-двигатель работает и дает тягу. Раздались радостные возгласы. Но корабль, казалось, едва стронулся с места. Непрерывная, но слабая тяга подразумевает плавность отчаливания.

После испытания директор по маркетингу и главный технический директор Titan Corp. отправились обсудить проблему в офисе исполнительного директора.

Директор по маркетингу распоряжался трансляцией запуска на Титан. Но не собственно трансляцией, как поначалу это истолковал технический директор, а тем, как это историческое событие будет выглядеть для публики. За отправкой шести бравых астронавтов из космического дока к новому дому человечества будут наблюдать мировые лидеры. Речи и церемонии должны предшествовать драматическому отбытию. Но, наблюдая за испытаниями, главный директор по маркетингу с тревогой осознал, что отбытие вовсе не будет драматическим.

Q-двигатель был предельно эффективен, и за месяцы аппарат был способен набрать фантастическую скорость. Но за первые 10 минут он преодолеет лишь около 200 м. Когда главный маркетинговый директор наблюдал за испытаниями, ему так и хотелось подтолкнуть корабль, чтобы тот двигался быстрей.

Директор по маркетингу сказал, что так не пойдет. Размахивая руками и пытаясь обрисовать ими воображаемую картину (его основное занятие как драматурга в компании, сплошь состоящей из инженеров), он начал расписывать неловкую сцену запуска космического корабля, ползущего не быстрее улитки. Нельзя, чтобы мировые лидеры попрощались с астронавтами, проводили их в путь, а корабль после этого остался на месте. Какой провал: все завершают церемонию, оркестр умолкает, почетный караул уходит, а первопроходцы все еще здесь! Когда мировые лидеры погрузятся на космопланы, отбывающие обратно на Землю, астронавты будут все еще так близко, что им можно будет помахать рукой в иллюминатор. Titan Corp. будет выглядеть посмешищем, отправившим первопроходцев на межпланетном драндулете, ползущем от Земли, как дитя от матери.

Главный технический директор был разгневан и показывал это как мог, вопреки неумению выражать свои эмоции, на что его жена часто жаловалась на сеансах семейной терапии. Q-двигатель представлял собой технологический прорыв, который спасет человечество от вечного прозябания на Земле. Построенный его командой аппарат сократит путешествие к Титану с 7 лет до 18 месяцев. Вся Солнечная система окажется в пределах досягаемости.

Встреча закончилась договоренностью о том, что кораблю необходима ракетная ступень, достаточно сильная, чтобы вывести его за пределы видимости с космической станции, после чего заработает Q-двигатель. Технический директор вернулся в свой офис, полыхая изнутри, стиснув зубы и продумывая месть директору по маркетингу, зная, что никогда ее не осуществит. На самом деле в первой ступени был смысл — она позволит скорее преодолеть земное тяготение.

Созданная командой технического директора ракетная ступень питалась от того же реактора, от которого питается Q-двигатель. Водород из внешних баков направлялся через реактор, где мгновенно разогревался и выбрасывался в виде выхлопа. Во время этой фазы разгона большие, хрупкие кольца Q-двигателя остаются сложенными. После опустошения баков с водородом корабль начинает баллистический полет (нулевое ускорение), пока развертываются коллекторы. Затем Q-двигатель включается и постепенно наращивает скорость корабля на протяжении путешествия.

Главный маркетинговый директор был счастлив. Но на следующем совещании директор по безопасности указал на то, что ускоритель первой ступени обдаст мировых лидеров сверхразогретым водородом. Следующим изменением в проекте был «буксир», с помощью которого аппарат выводили из космического дока перед включением главных двигателей.

«Картинка» отбытия с помощью буксира оказалась идеальной. Не слишком быстро, не слишком медленно.

Главный технический директор начал разработку буксира.

Для того чтобы отправление выглядело должным образом, проекту потребовалось несколько лишних лет, но Titan Corp. справилась. Стоимость проекта выросла на треть.

Настоящее

В NASA даже астронавты, готовые рисковать, осознают потребность в более быстрых двигателях. Если путешествие на Марс возможно на грани сил и при предельно допустимом воздействии радиации, то, добравшись туда, мы окажемся в тупике. История «Аполлона» учит нас не действовать на краю наших возможностей, совершая грандиозное, но ни к чему не ведущее усилие. С трудом приземлившись на Марс, мы можем опять прождать следующего шага 50 лет; так уже произошло, когда мы расширили границы возможного и добрались до Луны. Для того чтобы исследование не прекращалось, каждый шаг должен вести к следующему шагу, тогда мы сможем идти все дальше и дальше, а не ждать новых идей в течение нескольких поколений.

Кроме того, чем больше мы узнаем о Марсе, тем менее интересным он кажется в качестве конечного пункта назначения. Мы захотим пойти дальше.

В Космическом центре имени Джонсона Марк Макдональд, глава Группы разработки перспективных миссий, будучи хорошим инженером, представляет этот вопрос в виде баланса ограничений. Путешествие во внешнюю часть Солнечной системы потребует быстрого полета — и не только из-за радиационной угрозы. В длительное путешествие с собой придется взять слишком много еды и топлива. С ростом массы корабля проблема двигательной установки становится еще острее. «Дальнобойный» исследовательский космический корабль должен быть легким и быстрым, а его двигатели — эффективными и требовать мало топлива.

Наверное, топливо можно было бы добыть на астероиде, если подвернется многообещающий «булыжник» и если его можно будет передвинуть в нужное место и оставить там в качестве заправки. Марк считает, что огромная стоимость и сложность поиска и перемещения астероида, его разработки и переработки топлива будет иметь смысл только для зрелого космического флота с большим количеством клиентов, но не для одиночного полета. Более вероятно то, что топливо и припасы будут размещаться на пути к Титану автоматическими кораблями. Более медленные и крупные космические корабли без людей на борту оставят склады, а пилотируемая миссия будет следовать за ними по пятам и дозаправляться в пути.

Но этому плану присущ риск, связанный со всеми этими запусками и остановками, каждая из которых подразумевает встречу в дальнем космосе. Даже если они пройдут идеально, они займут время. Также Марк указывает на то, что эта идея не учитывает основной проблемы — стоимости использования ракет на химическом топливе во внешней Солнечной системе. Каждая дополнительная тонна топлива, поднятая с Земли и запущенная в открытый космос, крайне дорога. А для миссии в дальний космос потребуются сотни тонн топлива.

Современные химические ракеты хороши для непродолжительного производства огромной тяги, но они неэффективны, а подходящее им топливо слишком тяжело для долгого путешествия. Макдональд проводит аналогию с Диким Западом. Если бы лошади поселенцев, пересекающих прерии, не могли пастись по пути, то каждому из них понадобился бы длинный обоз с заготовленным кормом. Никто не смог бы позволить себе такое путешествие.

Гарольд Уайт, известный как Сонни, работает у Макдональда. Он думает о том, какой необходим фундаментальный прорыв для того, чтобы построить космический аппарат, не требующий всего этого груза и поддержки. Он — простой и симпатичный парень, чья скромность не вяжется с той потрясающей работой, которую он делает. С помощью понятной немногим физики он изобретает реальные машины, обретая в процессе новое понимание свойств Вселенной. Но о своей работе на переднем крае теории он говорит с тем же обыденным энтузиазмом, с каким показывает картинки в своем телефоне. После фотографии ядерного двигателя 1960-х гг. в пустыне, сделанной во время семейной поездки, он признается: «Я такой “ботаник”!»

Но он «ботаник», только если вы готовы назвать так человека на зарплате у NASA, разрабатывающего штуки, впервые придуманные в сериале «Звездный путь». Как мы увидим в главе 12, Сонни работает над двигателем будущего. Он супергерой среди «ботаников».

Обычным смертным вроде нас трудно понять то, о чем говорит Сонни. Приведем пример.

Ракеты, самолеты и суда ускоряются согласно третьему закону Ньютона. Для каждого действия существует равное по силе, но противоположно направленное противодействие. Мотор лодки крутит винт, который толкает воду назад; противодействием этому является движение массы лодки вперед. Двигатель самолета разгоняется за счет массы воздуха, пропускаемого через турбину или пропеллер. Летящая сквозь космос ракета не опирается ни на воздух, ни на воду и не может использовать их в качестве рабочего тела. Поступательное движение является противодействием выбросу реактивной массы. Независимо от того, какой используется источник энергии и какова скорость выброса, поступательное движение обычной ракеты ограничивается, согласно третьему закону Ньютона, массой рабочего тела у нее на борту. Если это ограничение применить к лодкам и самолетам, они могли бы совершать лишь очень краткие рейсы.

Делу может помочь улучшенный источник энергии и более эффективный двигатель. Во внутренней части Солнечной системы солнечные батареи способны вырабатывать достаточно электричества для питания двигателя. Электрические космические аппараты в качестве рабочего тела используют ксенон. Ксенон — негорючий инертный газ; он лишь рабочее тело, а не топливо. В таких двигателях, называемых ионными, электричество, вырабатываемое солнечными батареями, ионизирует атомы ксенона, унося с них электроны и создавая положительно заряженные ионы, которые можно разогнать магнитным полем. Ионы ксенона разгоняются и выталкиваются через хвостовую часть ракеты, чем и обеспечивается ее поступательное движение. Во внешней Солнечной системе, где лучи Солнца слабее, ионный двигатель может получать электричество от реактора ядерного деления вместо солнечных батарей. Реакторы существуют уже давно: например, один из них был установлен в старой ракете, фотография которой была у Сонни в телефоне[69].

Электрическая двигательная установка успешно работала на аппарате NASA под названием «Рассвет» (Dawn), запущенном в 2007 г.; используя солнечную энергию, он добрался до пояса астероидов и вышел сначала на орбиту вокруг астероида Веста, а затем — вокруг карликовой планеты Церера. Заряженные до 1000 В решетки в задней части двигателя выталкивали ионы ксенона со скоростью 145 000 км/ч. При очень экономном расходе ксенона эта система создавала тягу, равную весу листа бумаги на Земле, и ускоряла «Рассвет» настолько постепенно, что от 0 до 100 км/ч он разгонялся лишь за четыре дня. Но суммарно за 10 лет аппарат набрал 39 000 км/ч. Ионный двигатель толкал его так быстро при такой малой мощности отчасти благодаря высокой эффективности, десятикратно превышающей эффективность обычной ракеты.

Но, как и ракета на химическом топливе, ионный двигатель в конце концов истратит рабочее тело. Когда ксенон заканчивается, двигатель перестает работать. Вот почему Q-двигатель, над которым работает Сонни, — такая привлекательная идея. Он черпает рабочее тело из пространства, поэтому оно никогда не заканчивается.

Для того чтобы понять эту идею, нужно совершить экскурс в квантовую механику, которую почти никто не понимает (может статься, что и вовсе никто). Квантовая механика — это странная физика вопросов вроде «Из чего состоит свет — из волн или частиц?» и «А где именно находится этот электрон и какова его скорость?». В обоих случаях физики говорят, что ответ не определен и неопределим в каждом конкретном случае. Точное положение и импульс субатомной частицы имеют принципиально вероятностную природу, они не являются строго определенными фактами. И все мы состоим из этих частиц.

Вселенная — собрание вероятностей. Крохотные вероятности складываются в крупные объекты, которые мы воспринимаем как реальные и интуитивно ощущаем вещи существующими в определенном месте и времени, движущимися с определенным импульсом, но в основе своей они не такие. Из-за того, что наш взгляд на мир вступает в противоречие с квантовой механикой, многие прогнозы на основе этой теории кажутся невероятными: например, способность материи появляться из ниоткуда и исчезать в никуда без видимой причины. Но реальность этих кажущихся невозможными явлений была экспериментально подтверждена.

Возникновение материи из ничего называется квантовой флуктуацией вакуума. В нашей вероятностной Вселенной виртуальные частицы постоянно появляются и исчезают даже в полном вакууме, просто потому что существует малый шанс того, что это произойдет. Q-двигатель Уайта будет использовать эти частицы в качестве рабочего тела вместо ксенона. Энергию для двигателя будет по-прежнему производить ядерный реактор или солнечные батареи, но рабочее тело, выбрасываемое назад, будет даровым, поступающим прямо из пространства. Виртуальные частицы из вакуума, присутствующие в камере двигателя, будут ускоряться электрическим полем. Q-двигатель использует то, что уже есть (или потенциально может присутствовать) в камере так, как моторная лодка использует воду, а реактивный самолет — воздух.

Уайт испытал вариант этого устройства в Космическом центре имени Джонсона в 2014 г.; при малых затратах электричества была зарегистрирована крохотная тяга[70]. Хотя двигатель был так слаб, что тягу можно было измерить лишь сверхчувствительным оборудованием, эффективность системы[71] была в шесть или семь раз выше, чем у ионного двигателя.

«С его помощью нельзя подняться в воздух», — говорит Уайт. Но можно построить большой Q-двигатель, потребляющий мегаватты энергии ядерного реактора, и его эффективность окажется решающей в вопросе дальнего космического путешествия. «Система такого типа революционна по сравнению с тем, что мы делали раньше. С ней миссия на Сатурн уже не кажется такой пугающей».

Результаты все еще проверяются. Феномен должна рассмотреть другая лаборатория, используя другое измерительное оборудование. Тяга крайне слабая, ведь виртуальные частицы редки, их мало, но с этим можно справиться с помощью математического аппарата современной физики. Количество виртуальных частиц, возникающих в пустом пространстве, зависит от его энергетического состояния. Привнесение в вакуум массы повышает энергию и число появляющихся частиц. В двигателе Сонни число виртуальных частиц на 14 порядков выше, чем в пустоте; это переход от числа, едва отличимого от нуля, к числу все еще невероятно малому, но уже достаточно большому, чтобы эта идея сработала. (В лучшем случае, чтобы набрать 1 кг материи, нужно 10 000 км^3 пространства.)

Мы намеревались развивать сценарий колонизации Титана, не прибегая к фантазиям для спасения нашей надежды. Q-двигатель — это лучшее, на что мы можем надеяться. Несмотря на то что эта технология едва родилась, она, по-видимому, работает. По мере роста нашего понимания мы сможем все более полно использовать законы физики при всем их кажущемся безумии.

«Именно спекулятивная физика, если мы разберемся в ней, может оказаться очень полезной для достижения целей вроде Сатурна, — говорит Уайт. — Мы рассматриваем все возможные варианты».

Будущее

И вот корабль, наконец, готов. Мир следит за его отбытием с надеждой и трепетом. Буксир выводит корабль из космического дока. Аппарат выглядит странно, большие кольца его Q-двигателя готовятся развернуться вокруг центрального жилого модуля, сконструированного максимально легким и вмещающего шестерых астронавтов, припасы и спускаемый модуль, который доставит их с орбиты на поверхность Титана. Корабль рассчитан на полет в один конец; он станет орбитальной станцией, поддерживающей колонию: его ядерный реактор будет запасным источником энергии для перезарядки батарей роботов и прочего оборудования.

Трое мужчин и три женщины пяти национальностей уже стали друзьями. Они годами тренировались вместе. Они знали, что вместе проведут всю оставшуюся жизнь, какой бы долгой она ни была. Они готовились обживать Титан, но их ждал полет на совершенно новом космическом корабле, по сути, не прошедшем испытаний, через миллионы километров, и рассчитывать на помощь с Земли не приходилось. Они оставляли позади свои семьи, родные места, яркое солнце Земли, ее теплый воздух и все, что было им знакомо.

И они не представляли, куда направляются. Они видели фотографии и данные, присланные роботами, но они не знали, каково будет там жить, смогут ли они выжить в холоде, тьме, в отсутствие атмосферного кислорода и жидкой воды. Им предстояло строить новые механизмы, чтобы сохранить себя. Им предстояло положиться на то, что их машины, их тела и их умы смогут работать в этом странном месте.

Они не испытывали страха. Отбытие с Земли должно было стать одним из величайших приключений человечества, и они были готовы почти ко всему. Кроме создания семей.

Они собирались строго придерживаться методов контроля рождаемости. То будущее, когда люди смогут размножаться и населять внеземную колонию, оставалось очень далеким.

Настоящее

Для относительно короткого путешествия на другую планету или на Титан астронавтам для сохранения здоровья не понадобится искусственное тяготение. Но оно, скорее всего, понадобится для того, чтобы рожать.

Исследования секса и воспроизводства в космосе едва начаты. Ученые, энтузиасты космоса и распространители порнографии одинаково сетуют на ханжество NASA. Спустя полвека космических полетов не опубликовано ничего, что бы описывало секс в космосе с научной точки зрения. Информированные источники в Космическом центре имени Джонсона сообщают, что он имел место, что и так очевидно, но никто не говорит об этом официально, и уж точно секс в космосе не изучали. Конечно, он возможен. Но зачатие, беременность и роды были бы сложны и рискованны. Мы все еще почти ничего не знаем о развитии ребенка в космосе. Воспроизводство человека может оказаться невозможным без полноценного земного тяготения.

Об этом вопросе имеется немало материалов в сети и книгах, полагающихся, однако, лишь на несколько старых исследований с животными и растениями, горстку баек от астронавтов и разнообразные спекуляции и пустословие. Проследив это эхо до его источников — что непросто в подобной области журналистики, где авторы склонны давать волю воображению, — мы не нашли оснований для каких-либо уверенных выводов насчет того, как ослабление тяготения влияет на воспроизводство человека и развитие детей. И тут есть о чем беспокоиться.

Эйприл Ронка изучала эти вопросы в NASA, пока администрация не прекратила финансирование ее работы после крушения «Колумбии» в 2003 г. В 2013 г., когда медицинские вопросы вновь вышли на первый план, она вернулась в Исследовательский центр Эймса; до этого она руководила Учебным центром женского здоровья Медицинской школы в Уэйк-Форест. Чтобы понять, как воспроизводство и развитие ребенка будут протекать в космосе, она исходит из своих знаний о ходе этих процессов на Земле.

Влияние среды на развитие мозга и тела может быть необратимым. Например, грызуны, выросшие в среде, лишенной горизонтальных и вертикальных линий, всю жизнь страдают расстройствами зрения. Куда более серьезные средовые отличия слабого тяготения или невесомости могут привести к кардинальному изменению развития ребенка.

«Я бы сказала, что женщине будет очень трудно родить в космосе», — говорит Ронка. Тяготение может оказаться необходимым для зачатия. Возможно неправильное прикрепление плаценты. Исследования на крысах показали, что невесомость препятствует возникновению родовых схваток. Но даже если все пройдет гладко, что будет происходить с плодом?

«Познакомившись с некоторыми исследованиями растений, вы увидите, что в условиях микрогравитации происходят морфологические изменения, — говорит Ронка. — Я не могу предположить, как будет выглядеть организм, мысленно проследив стадии эмбриогенеза и органогенеза. Каким образом обеспечивается нормальное развитие плода?»

Четверо американских астронавтов-мужчин сообщали об утрате интереса к сексу и снижении уровня тестостерона, но к этому могла привести занятая, напряженная жизнь на орбите, а выборка слишком мала для того, чтобы делать какие бы то ни было выводы. Смещение жидкостей в невесомости приводило к нежелательным и даже болезненным эрекциям у некоторых астронавтов, так что на МКС виагра не нужна. Трудности половых отношений в невесомости обсуждались десятилетиями. В отсутствие тяготения сложно приложить усилие, необходимое для проникновения и движения. В 2006 г. малоизвестная актриса и писательница-фантаст по имени Ванна Бонта изобрела костюм, решающий эту проблему, скрепляя астронавтов друг с другом с помощью липучек. Эта идея обеспечила ей бесплатную рекламу и поныне живет в качестве популярного мема.

Для секса требуется только трение, это простая механическая задача. Но зачатие человека никогда не происходило за пределами земной среды с ее низким уровнем радиации и нормальным тяготением. Исследователи считают, что радиация и невесомость дальнего космического полета могут приводить ко временному мужскому (и, возможно, женскому) бесплодию. Не похоже, чтобы оно было необратимым. Последующих исследований не проводилось, но и у мужчин, и у женщин-астронавтов после полетов в космос рождались здоровые дети.

Подобно многим сложным биологическим процессам, воспроизводство опирается на тяготение. Эксперименты в Монреальском университете показали, что ослабление тяжести влияет на воспроизводство растений. Китайские ученые обнаружили, что слабое тяготение и радиация вредны для мышиной спермы. В 1980-х и 1990-х гг. российские и американские ученые исследовали воспроизводство рыб и различных животных в космосе. Рыбы справлялись успешно, крысиные же эмбрионы демонстрировали сниженную минерализацию костей и усыхание желудочков сердца. Поведение крыс, рожденных в космосе, было аномальным. Ни одно более развитое животное пока что не было зачато и рождено в космосе.

Вряд ли люди когда-либо предпримут попытку воспроизводства в невесомости. Даже если это окажется возможным, нет причин идти на огромный риск, на затраты по созданию и обслуживанию помещения для проведения кесарева сечения в невесомости, поскольку естественные роды вряд ли пройдут успешно. Например, говорит Ронка, для выведения жидкости из легких новорожденного понадобится технология, которую никто пока и не думал изобретать. Без искусственной тяжести женщина, забеременевшая на орбите, должна как можно скорее вернуться на Землю. В долговременных миссиях нужны надежные средства предохранения и возможность проведения абортов.

Но для создания колонии нам будут нужны дети. К сожалению, исследовать зачатие, роды и развитие детей в условиях слабого тяготения еще труднее, чем исследовать воспроизводство в невесомости. Исследование невозможно из-за отсутствия центрифуги на МКС, так как на Земле создать ослабленное тяготение нельзя. Ронка и ее коллеги изучают вопросы развития животных при повышенном тяготении с помощью центрифуг. Реакция тела на тяготение, по-видимому, пропорциональна отклонению от нормального тяготения, и они надеются, что эту кривую можно экстраполировать на область значений тяготения ниже 1 g. Но возможно существование пороговых уровней, о которых мы не знаем, после которых реакция организма на изменения тяготения существенно меняется.

Высказываются различные предположения относительно того, как будет протекать развитие детей при более слабом тяготении. В опытах 1990-х гг. обнаружилось, что крысы не в силах выкормить свой помет; крысята выжили только благодаря вмешательству астронавтов. Эти эксперименты длились недостаточно долго, и мы ничего не узнали о развитии детенышей. Кости задают наш размер, а расположение клеток костной ткани определяется нагрузкой. Более слабое тяготение — это снижение нагрузки, определяющей взаимное расположение клеток, способное приводить к формированию костей неправильной формы, возможно, укороченных или удлиненных. Определенно, дети будут слабее, так как сила наших мышц на Земле также развивается благодаря сопротивлению тяготению, в том числе и сила нашего сердца.

«Мы не знаем, будет ли вообще достигнут момент формирования удлиненных костей, — говорит Ронка, потому что ослабление тяготения может препятствовать развитию на более ранних этапах. — Только подумайте, сколько всего может пойти не так, это уму непостижимо. Если дело дойдет до раннего постнатального развития, то, вероятно, все будет идти в правильном направлении, и мы увидим влияние тяготения на формирование костей. Будут они короче или длиннее — этого я не знаю. Я думаю, они определенно будут слабее. И думаю, что при смещении жидкостей к голове может развиться мозг иной формы».

Но человеческие существа способны компенсировать большие физические отличия. Делая магистерскую работу, Эйприл изучала детей, рожденных без одного из полушарий мозга, и взрослых, живущих нормальной жизнью после утраты значительных частей головного мозга.

Возможно, дети, растущие при низком тяготении, будут здоровыми, оставаясь в нем. Об этом говорили многие авторы, хотя для такого заключения нет никаких научных оснований. Но эти дети, вероятно, не смогут вернуться на Землю, в среду с нормальным тяготением. У них будут слишком слабые кости и сердце. Сегодняшние астронавты избегают истончения костной и мышечной ткани, соблюдая жесткий режим тренировок, и восстанавливают форму по возвращении на Землю. Вероятно, космических детей можно будет подготавливать к поездкам на Землю, но, скорее всего, нет, поскольку их тела сформировались в среде со слабым тяготением.

Зачатию и вынашиванию можно способствовать технологически. Уже сегодня секс не обязателен для зачатия. Беременность может протекать при искусственной тяжести. Женщина может провести девять месяцев на вращающейся космической станции или в центрифуге на поверхности другой планеты. Если вы считаете, что беременность — это весело и легко, вообразите себе беременность в центрифуге!

Но даже если все получится, само решение завести ребенка будет чрезвычайно ответственным — даже более ответственным, чем решение иметь детей сегодня. Дети космических путешественников вряд ли будут способны посетить Землю. С появлением детей у космической колонии не останется выбора: она должна будет стать постоянной и автономной.

8. Психология космических путешествий

Астронавта трудно напугать. Лоредана Бессоне, тренер из Европейского космического агентства, столкнулась с этой проблемой, когда ее посетила идея подвергать астронавтов стрессу (что является важной частью любой реалистичной тренировки), помещая их в пещеру. Во время работы под землей психолога из ее группы оставили на 45 минут в одиночестве в темноте; вся жизнь прошла у той перед глазами. Позже Лоредана описывала опыт психолога: «Я была одна, не было никаких звуков, не было света, ничего вокруг меня, никаких запахов. Я чувствовала себя так, будто меня нет. Ощущение такое, как будто не существует ничего, кроме моего дыхания, и это было ужасно».

Казалось бы — идеальное испытание. Лоредана воссоздала этот опыт для астронавтов — одиночество в полной темноте, беспомощность и неведение на счет того, сколько это продлится.

Астронавты решили вздремнуть.

«Они говорили, зачем упускать прекрасную возможность поспать? — рассказывает она. — Я прекратила эти тренировки, в них не было смысла.

Но она нашла идеальное место для тренировки астронавтов — в пещере в далекой незастроенной долине на острове Сардиния. Симулировать командную работу в космосе можно по-разному, и было испробовано немало так называемых миссий-аналогов, в том числе на гавайском вулкане, на канадском острове и в помещении, напоминающем консервную банку, в большом цехе Космического центра имени Джонсона. Но все это имитация. В пещере астронавты исследуют и картографируют новые ходы, собирают научные образцы, ищут новые формы жизни и забираются все дальше и глубже — опасная затея без средств связи и возможности быстро эвакуироваться. Порой они продираются через настолько узкие щели между камнями, что приходится хорошенько выдохнуть для того, чтобы не застрять.

Франческо Сауро, профессиональный спелеолог и инструктор курса, отмечает, что астронавт никогда не откажется лезть в узкий лаз, если ему сказать, что этого еще никто не делал. Они слишком любят соревноваться. Как выразился один бывалый астронавт, они разобьются в лепешку, но не отступят. А еще Франческо говорит, что они постоянно переоценивают, сколько они могут сделать за день, и недооценивают свою потребность в отдыхе, и что спустя несколько дней в пещере им приходится пересмотреть свои возможности и режим сна. Они привыкли пользоваться системами, расписаниями, списками дел и участвовать в формальных процедурах.

Профессиональные спелеологи совсем другие. Они независимы. Они хорошо приспосабливаются и импровизируют. Они — ученые и исследователи, стремящиеся к цели, но с легким характером и не зацикленные на правилах.

Для того чтобы вести исследование дальнего космоса, астронавтам придется многому научиться у спелеологов. NASA уже давно живет списками и стратегией заблаговременной готовности ко всему, что может пойти не так. Астронавты никогда еще не забирались так далеко, чтобы расстояние исключало возможность консультации с центром управления в прямом эфире. Но для исследования другого мира списки задач могут и не подойти. Задержка радиосигнала исключает возможность диалога с центром управления, общение с Землей будет больше похоже на переписку по электронной почте. У Марса и Титана много общего с темным провалом неисследованной пещеры.

Астронавты понимают это, и им нравится подземелье. Программа Бессоне CAVES[72] так успешна, что через нее пропускают своих астронавтов все государства, участвующие в полетах на МКС, даже русские и китайцы[73]. Стажеры самостоятельно исследуют пещеру и параллельно учатся взаимодействовать с людьми других национальностей, выбирают себе лидеров. Пять или шесть астронавтов отправляются в пещеру. У каждого поначалу свой проводник, так как первый этап заключается в опасном, сложном спуске в систему пещер, затем они исследуют подземелье в течение шести дней подряд. Съемочная команда фиксирует их реакции на происходящее, но проект гарантирует конфиденциальность. Для любителей приключений это вызов и потрясающая возможность.

Астронавты знакомятся с работой в команде в по-настоящему опасных условиях, полных неожиданностей. Пещеры похожи на космос тем, что люди к ним объективно не приспособлены. Как и в космосе, здесь астронавты обособлены в замкнутом пространстве и лишены уединения. Перед лицом настоящего риска, с плохой связью, они ведут настоящую полевую деятельность. Вдали от своих семей они вынуждены жить, взаимодействовать и делить пространство и ресурсы с новыми коллегами. Это чуждая среда, где люди не могут выжить без технологий.

Это тренировочный проект, не исследовательский, но практические уроки работы под землей, судя по всему, пригодятся и в ходе межпланетной миссии. В пещерах отказывает техника. Вдали от помощи, во враждебной среде нужно простое и надежное снаряжение. И обычно астронавты — не полевые ученые. Вне своей специальности они знают не больше интернов или в лучшем случае лаборантов. Для того чтобы стать научным экспертом, способным совершить важное открытие в полевых условиях, нужно сначала получить образование и поработать какое-то время. В рамках программы «Аполлон» профессиональный ученый отправлялся на Луну всего однажды — это был Харрисон Шмитт на «Аполлоне-17», и именно эта миссия собрала наиболее значимые научные данные.

К настоящему времени астронавты картографировали около 5 км пещеры. Она может простираться на десятки километров сквозь известняковый карст. В 2012 г. они обнаружили в пещере новый вид мокрицы и собрали микробиологические образцы для более обстоятельного исследования.

Ключевой сложностью для космических первопроходцев будет работа с информацией. Невозможно в одиночку знать все то, что нужно знать. В небольшой команде, возможно, имеет смысл обучить каждого астронавта лечить остальных в случае физического или умственного расстройства. Но не могут все сразу быть докторами и физиологами. Никто не может знать все, что известно профессиональным медикам, инженерам, геологам, технологам, пилотам и ремонтникам космических аппаратов. И это даже не говоря о тех обширных сведениях, что необходимы просто для повседневной жизни в космосе.

Длительное путешествие полно трудностей. Каково бы ни было первоначальное обоснование строительства МКС, она продемонстрировала этот факт и преподала бесчисленные уроки по обеспечению длительного космического путешествия. Это тоже миссия-аналог.

Некоторые из наиболее ценных уроков МКС были неожиданными. Например, никто не представлял себе, насколько трудно будет отыскать что-либо на ее борту. Любой, кто путешествовал на судне, знает, как важно класть каждую вещь на свое место. МКС похожа на судно, которое никогда не возвращается в порт, и астронавты проводят массу времени, разбирая припасы, прибывающие с Земли, пакуя мусор в возвращаемую капсулу и ведя учет вещей, хранящихся в бессчетных закутках ее модулей.

Создатели МКС даже близко не предполагали, насколько сложной окажется проблема хранения[74]. Поначалу накапливалось ошеломляющее количество вещей, и на станции царил беспорядок. Сейчас каждый предмет заносится в базу данных, ведется подробный учет всего. И все равно как минимум одному члену команды звонили уже после его возвращения домой и просили помочь разыскать потерявшуюся на станции вещь. Цена этому — время, или, как говорят в NASA, непроизводительные расходы. За вычетом часов, затрачиваемых на прием пищи, сон, гигиену, поддержание работы системы и двух часов упражнений в день, а также времени, уходящего на уборку и поиск вещей, у астронавтов в среднем остается всего лишь 13 часов в неделю на собственно выполнение своих миссий.

Один из подходов к решению проблемы вещей — брать их меньше. 3D-принтер позволит производить детали в космосе, потребуется меньше запчастей. На МКС нужно много запчастей к тренировочному оборудованию. Это уникальные и сложные механизмы с большим количеством движущихся деталей, они позволяют подолгу тренироваться и обеспечивают нагрузки, имитирующие тяготение, и при этом защищают эксперименты, проводимые в невесомости станции, от вибраций. Детали изнашиваются. Принтер позволит делать новые запчасти по мере надобности, и на МКС будут нужны только файлы данных, но не сами предметы. Эта стратегия окажется еще ценнее в ходе миссии на другую планету, когда снабжение невозможно, а объем хранилищ ограничен.

Марк Рейган ведет похожие исследования по подготовке астронавтов к дальней первопроходческой миссии. Он работает в отделе NASA, отвечающем за миссии-аналоги, и часть своего времени дежурит оператором по связи с экипажем (CAPCOM[75]) в зале управления полетами МКС Космического центра имени Джонсона в Хьюстоне. Капком — это человек, с которым чаще всего разговаривают астронавты. Марк хочет снизить значимость этой роли и одновременно зависимость астронавтов от центра управления, поместив больше информации на ее борт.

Вид зала управления в Центре имени Джонсона полностью отвечает ожиданиям любого поклонника космической фантастики: ряды консолей перед большим настенным экраном, на котором отображается путь МКС и положение спутников связи, через которые идет общение. Главная функция этого и подобных помещений в России и Японии — экспертное консультирование астронавтов. Сотрудники за пультами следят за различными аспектами полета и дают указания астронавтам через капкома, обеспечивая им доступ к экспертному знанию в широком спектре областей.

За десятилетия космических полетов NASA уяснило, что между экипажем и людьми на Земле естественным образом возникает конфликт, так как астронавты получают от операторов многочисленные запросы и испытывают раздражение из-за недостаточного понимания экспертами их состояния. Капком — это в каком-то смысле переводчик и защитник, сглаживающий отношения и регулирующий поток информации.

Астронавты на МКС имеют доступ к интернету и могут совершать частные звонки на Землю. Полет куда больше похож на регулярную работу, чем на исследовательскую миссию. Они просыпаются, работают в течение дня и ложатся спать по команде из Хьюстона[76]. Жизнь расписана поминутно. Процедуры задокументированы в письменных пошаговых руководствах. Традиция NASA не оставляет места случайностям и создает культуру, в которой — в идеале — ценится точность и дисциплина в команде хорошо обученных людей, идеально выполняющих тщательно изложенные планы и не нуждающихся в импровизации.

Когда космический аппарат покинет Землю и отправится к Марсу или еще дальше, эту культуру придется менять. Первопроходцы столкнутся с неожиданностями. Нельзя предугадать и записать в план все. Астронавтам придется больше походить на спелеологов. Им понадобится как-то применять знание в новых ситуациях без команды экспертов на связи.

Рейган изучает эти вопросы с помощью подводной лаборатории у берегов Флориды. Астронавты на две недели спускаются в лабораторию, управляемую из Международного университета Флориды, в 11 км от Ки-Ларго и на глубине 19 м. Это подводное жилище во многом похоже на космический аппарат с выходами в аквалангах вместо выходов в открытый космос; аквалангист может регулировать свою плавучесть, имитируя невесомость или тяготение Марса, более слабое, чем земное. Как и в пещерах, в программе Марка под названием NEEMO[77] присутствуют риск, обособление и трудности. Даже изменения в телах астронавтов напоминают изменения на орбите: например, из-за связанного с миссией стресса активизируются вирусы.

Чтобы сделать NEEMO похожей на корабль, ушедший с низкой околоземной орбиты, Марк добавляет задержку связи между лабораторией и центром управления на поверхности. Исследовательские миссии в дальнем космосе выйдут за пределы зоны мгновенной связи. Радиосигналы, распространяясь со скоростью света, достигают Марса через четыре минуты, если расстояние между ним и Землей минимально, а Титана — почти через 90 минут. Модель управления марсоходами — ежедневная отправка инструкций сразу на сутки вперед — не подходит для управления людьми. Марк сомневается и в том, что сработают нынешние формы расписаний и списков задач NASA, так как неизбежные недопонимания и неожиданные обстоятельства потребуют обмена объяснениями, обескураживающе длительными и неэффективными.

«Мы столкнемся с этой сложностью при переходе от модели последних 55 лет, в которой главное — это Центр управления полетами, к модели, более ориентированной на экипаж, когда астронавты предоставлены сами себе и решают задачи по мере их поступления», — сказал он.

Когда-то астронавтам понадобится больше знаний, чем можно было получить в ходе обучения. Марк полагает, что эту проблему можно решить с помощью видеозаписей — он точно так же пользуется видео с YouTube, обучаясь игре на фортепиано и ремонтируя сломанную заднюю фару своей машины.

«Я не мог снять эту чертову штуковину, не сломав ее, — сказал он. — Но, к счастью, кто-то разместил об этом видео на YouTube. И мне не нужно руководство на 10 страницах; видео в 15 секунд — это все, что мне нужно».

Тысячи видео о несметном числе задач и ситуаций послужат команде банком сведений, которые легко усвоить и благодаря которым можно не зависеть от экспертов в Центре управления. Марк вдохновляется видеозаписями по улучшению быта. В таких роликах демонстрируется не весь процесс установки, скажем, крана, а только те несколько секунд, в которых заключается вся хитрость трехмерных манипуляций, объяснять которые на письме пришлось бы слишком долго. Эксперты на Земле могут записать видео по починке сложных узлов космического аппарата и снабдить их устным комментарием, отметив лишь те моменты, которые будут необходимы астронавту для выполнения этого задания в полете.

Обстановка подводных миссий и МКС дает возможность проверить эти идеи; Марк и его коллеги учатся снимать такие видео, которые действительно помогают. Астронавты берут с собой в NEEMO оборудование и активно с ним работают, выявляя слабые стороны. Например, датчик частоты пульса, который носили астронавты на МКС, неоднократно терял большие объемы данных; в NEEMO испытали новую его версию, чтобы убедиться в том, что он будет работать в металлическом укрытии аналогичного размера, прежде чем отправить его наверх. Астронавты-подводники также испытали бур для забора образцов с поверхности астероида, работая в океане при нейтральной плавучести, имитирующей космическую невесомость. При наличии задержки связи эти задачи моделировали трудности дальнего космоса. Астронавтам приходилось думать самостоятельно и полагаться на заблаговременно снятые видеоруководства.

Это интересная и стоящая работа. Рейган и сам участвовал в девятидневной миссии. «Это была одна из самых веселых вещей, что я делал. Просто фейерверк. Все закончилось в мгновение ока. Вылезать совершенно не хотелось».

Астронавт Барратт испытывает похожие чувства к итальянской пещере. «Вы не представляете себе, как красиво там, внизу, — говорит он. — Вы чувствуете холодный воздух пещер, вы слышите эхо капли, упавшей за километры от вас, вы видите это потрясающе красивое место и понимаете, как мало людей там бывало. Это вдохновляет».

Подобные чувства могут поддерживать космических первопроходцев в миссиях длительностью год или два без психологических срывов. Быть одним из первых людей, летящих на другую планету, — достаточно приятно, чтобы сохранять сосредоточенность и положительный настрой даже целый год в маленькой капсуле. Другая радость — возвращение домой.

К этому времени астронавты полностью адаптируются к своей новой среде, а повторное привыкание к жизни на Земле потребует больших усилий. Франческо Сауро говорит, что всего за два-три дня в пещере ум и тело приспосабливаются эффективно использовать энергию и действовать в темной, тесной среде — это похоже на адаптацию астронавтов к невесомости. Органы чувств быстро забывают о запахах внешнего мира и становятся сверхчуткими; это знакомо и спелеологам, и астронавтам, возвращающимся в обычный мир.

«Вы чувствуете запах земли, — говорит Лоредана Бессоне. — Чувствуете запах листьев. Вы смотрите на дерево и чуете его листья. Это потрясающе. Я не ощущала ничего подобного, прежде чем не провела в пещере шесть дней. Вы смотрите на землю и говорите: “Она пахнет. У нее есть запах, который я никогда прежде не ощущал”».

Это длится лишь 15 минут, после чего возвращается более тусклая, смешанная палитра ощущений.

Похожую сенсорную депривацию описывают исследователи из Антарктики. Кто-то компенсирует ее готовкой острых блюд, беря с собой в поездку карри. Зимующие там работники переживают странную разлуку с запахами, вкусами и миром социума — остальным человечеством.

Антарктика является наиболее точным аналогом жизни первопроходцев на Титане и идущих им вослед колонистов.

Будущее

Шестерым первопроходцам Титана полагалось выходить на связь с Землей каждое утро — это входило в их распорядок, призванный поддерживать нормальные циклы сна и бодрствования в ходе путешествия. Диалоги незаметно становились медленнее, ожидание ответа на каждую передачу — все более длительным. Раз за разом задержка становилась невыносимой для астронавтов. Самый терпеливый из них утратил интерес к разговору, когда ответа пришлось ждать уже двадцать секунд; к этому моменту было пройдено лишь 6 млн км — 0,5% расстояния до Титана. По мере ускорения аппарата Q-двигателем задержка росла все быстрее. Астронавты просыпались, читали электронную почту с Земли и отвечали на нее, когда считали это удобным, зная, что находятся вне досягаемости критики со стороны Центра управления полетом.

Разгон Q-драйвом недостаточно быстр для того, чтобы обеспечить сильную искусственную тяжесть, но люди и предметы постепенно дрейфовали к хвосту корабля. Астронавт мог легко оставаться на месте, взявшись за леер, или прыжком преодолеть расстояние от одного конца кают-компании до другого. Но без опоры астронавт, забывший противостоять легкому ускорению корабля, медленно приближался к полу, оказываясь среди инструментов, оберток, одежды и прочих вещей, оставленных висеть посреди корабля. Это сильно упрощало уборку: весь мусор оказывался в одном месте.

Через месяц после начала путешествия раздался вой сирены. Земля засекла вспышку на Солнце, грозящую путешественникам опасным протонным излучением. Астронавты собрали что почитать и чем перекусить и забрались в кладовую корабля, организовав в ней укрытие среди ящиков с пищей и баков с водой. Путешествие только началось, большая часть припасов еще не была истрачена; шестеро астронавтов едва поместились в тесном укрытии; места не хватало даже для того, чтобы удобно разместиться с электронными книгами.

На заключительных этапах подготовки эти шестеро узнали, что им предстоит путешествовать до Титана вместе. За неделю образовались две гетеросексуальные пары. (Всем ввели дозу противозачаточного средства длительного действия — как минимум несколько лет.) Третья женщина ясно заявила о своей незаинтересованности. Третий астронавт-мужчина посмеялся над возникшим затруднением. Это был парень с легким характером, одаренный инженер, способный починить все что угодно, свободный от сильных влечений, в том числе полового и соревновательного. Он отшутился: «Я наведу порядок, когда эти расстанутся». Его не особо волновали социальные связи остальных, как и то, что они о нем думали. Его ум был занят всякими железками и совершенствованием корабля.

Мелкого ремонта было много. Нужно было присматривать за ядерным реактором. Требовались ежедневные небольшие коррекции курса. Механик по призванию искал также способы улучшить корабль: например, учил компьютер сокращенным формам типа «it’s» вместо «it is» и конструировал перегонный куб для производства алкоголя. В разговорах с Центром управления об этом последнем начинании никто не упоминал. Остальным астронавтам нравилось путешествовать с механиком: он всегда был весел и полон идей о том, как улучшить их жизнь, и, будучи в подходящем настроении, они могли даже радоваться его плоским шуткам и каламбурам.

Отдых кончился, когда расплодились мушки. Первые несколько недель все страдали разными недомоганиями от насморка до гриппа. Теперь их осаждали мелкие черные насекомые. Корабль был маленький, но им пришлось перерыть все в поисках их источника, пока один из астронавтов, инженер, не признался в том, что взял с собой азалию в горшке и держал ее в своем шкафчике для оборудования.

Нестерильный организм — растение, почва, мушки — не соответствовал процедурам Titan Corp. Поначалу астронавты думали заморозить его и выбросить наружу. Но, взглянув на растение с его маленькими зелеными листочками и розовыми цветами, они были ошеломлены. Оно было неописуемо красивым, приятно пахло, у него была потрясающая форма — петляющая и непредсказуемая, такая непохожая на окружающий механический мир.

Механик стал выяснять, как выводить мушек с комнатных растений. На корабле не оказалось ни одного подходящего химиката. Он взялся за химический проект по созданию пестицида без помощи с Земли. В Центре управления приказали уничтожить растение и высказали мнение, что сочетания химикатов, не прошедшие проверку, слишком опасны.

Проект истребления мушек, казалось, прошел успешно, но мушки еще не раз возвращались. Астронавты обсуждали встречи с насекомыми за еженедельной игрой в бридж, шутливо изобличая виновника и укрывателя паразитов на борту. Они поняли, что лучше большую часть времени работать в одиночку, чем держаться вместе и пытаться разговаривать, когда уже нечего сказать. Субботние вечера за игрой в бридж под несколько капель хлебного спирта из самогонного аппарата лучше всего подходили для обмена репликами, вызревшими за неделю работы, и для того, чтобы поделиться возникшими личными проблемами. После игры всеобщее самочувствие чуть приближалось к норме, и всю неделю астронавты с нетерпением ждали следующей партии.

От участия в игре и употребления алкоголя уклонялся только командир. Он был энергичнее и целеустремленнее остальных и чувствовал себя ответственным за экспедицию, от которой, возможно, зависела судьба человечества, о чем он нередко себе напоминал. Женщина, составившая ему пару во время подготовки, программист-робототехник, тихо с ним рассталась. С ним не было весело, и она чувствовала себя зажатой в его постоянном присутствии. Изоляция на космическом корабле была достаточно тяжела.

С ходом экспедиции позитивный настрой команды снижался, но астронавты старались не терять бодрый дух и ждали очередной субботы. Однако командир все больше времени проводил в уединении, вставая и ложась спать гораздо раньше остальных и с видимым усилием сдерживая раздражение по поводу их расслабленного состояния. Он строго придерживался режима тренировок, необходимого для сохранения формы и возвращения на Землю, занимаясь по 90 минут в день. Остальные ограничивались несколькими тренировками в неделю.

Астронавты ворчали по поводу приказов, поступающих в многочисленных ежедневных электронных письмах с Земли. Они все меньше и меньше пеклись о соблюдении официальных процедур. Командир же встал на сторону Центра управления. Он бранил любого, кто уклонялся от правил и пропускал тренировки. Прямо ему никто не перечил, но все оставались расслаблены, занимались, чем хотели, и делились своим раздражением за игрой в бридж.

Командир проконтролировал операцию разворота корабля, потребовав от всех занять свои посты, пристегнуться и быть в готовности. На полпути к Титану корабль должен был плавно развернуться так, чтобы вторую половину путешествия Q-двигатель гасил его чудовищную скорость. Всю работу проделал компьютер, астронавты в корабле маневр едва ощутили. Механик воспользовался возможностью вздремнуть.

Ближе к Титану игры в бридж кончились. Колода истрепалась. Понимание того, что ее нельзя заменить, было ударом для всех. Выжить на Титане можно будет только при условии снабжения с Земли. Почти все, что они взяли с собой, было незаменимым. Колония не станет автономной еще долгие годы. Перелет казался самым сложным, но теперь астронавты осознали, что посадка будет только началом. Самое сложное еще впереди. Оставшись в полном одиночестве, они будут полностью отвечать за работу механизмов, поддерживающих их жизнь.

На корабле были тысячи видео о всякого рода вопросах ремонта, медицины и даже сложностях взаимоотношений. Поиск и выдачу видео осуществлял ИИ, опирающийся на контекст и угадывающий, что именно требуется. В компьютере были также заключены несколько искусственных личностей, способных возникать на экране и беседовать с астронавтами, приспосабливаясь к их ходу мыслей и пытаясь стать хорошими собеседниками. Идея заключалась в том, чтобы разнообразить общение, чтобы жизнь с одними и теми же шестью людьми не наскучила. Но эти личности, их ответы и мотивация фальшивых компьютерных компаньонов слишком быстро становились предсказуемы. Кроме этого, им было нечего предложить; они не могли дружить по-настоящему. Команда забавлялась с ними, делая неожиданные высказывания и провоцируя своих компьютерных друзей на странное поведение.

Корабль плавно лег на орбиту Титана. На подходе к району, где роботы подготовили для них жилище, астронавты перешли в посадочный модуль и отделились от главного корабля. Снизились сквозь толстую и плотную атмосферу, мягко сели. За иллюминаторами над освещенным закатным коричневым светом ландшафтом поднялось облако красноватой углеводородной пыли.

Командир в одежде с подогревом и в респираторе вошел в тамбур, проверил работу всех камер, сделал шаг наружу и изрек: «Маленький шаг для человека, еще один шаг для человечества». Он работал над этой фразой месяцами, но все еще не был уверен в том, верно ли она звучит[78]. Через 90 минут, когда видео дошло до Земли, оно было воспроизведено, проанализировано, обсуждено во всем мире, но астронавты этого не услышали. Им было одиноко.

От прикосновения влаги к переохлажденному пластику прозрачная маска командира изнутри немедленно покрылась льдом, и он перестал что-либо видеть. Он попытался разогреть маску рукой в перчатке. Он даже снял маску, чтобы соскоблить лед — воздух снаружи пах отвратительно, холод щипал лицо, но вреда не причинял. Предполагалось, что прозрачность маски обеспечат обогреватели, но реальные условия отличались от лабораторных настолько, что нарушали работу системы. Обледенение не прекращалось.

Командир вернулся в посадочный корабль. После обсуждения механика посетила идея надеть поверх первой маски вторую, чтобы защитить пластик от холода. Командир отправил на Землю сообщение, в котором запросил одобрения этой идеи, но модификации были завершены еще до того, как пришел ответ. Астронавты вышли из корабля и осмотрелись, трепеща перед новым миром. Когда они уже шли к своему новому жилищу, с Земли пришло сообщение, в котором просили пояснить вопрос командира о масках.

Командир возглавлял шествие к жилищу, светящаяся оболочка которого, похожая на желтую мармеладку, виднелась почти за километр. Роботы включили освещение в ожидании их прибытия. Казалось, они идут целую вечность. Передвигаться по Титану при его слабом тяготении и плотном холодном воздухе — все равно что шагать по дну плавательного бассейна. Все движения замедлены. Механик попробовал подпрыгнуть, но снижение было таким медленным, что продвинулся он не дальше остальных. Пока они шли, он поразмыслил о том, что можно прикрепить к каждому астронавту пропеллер, с помощью которого они могли бы бегать или летать, иначе медленная ходьба сведет их с ума.

До жилища они добрались усталыми, желая наконец избавиться от толстой одежды и отдохнуть. Войдя в двойные двери, они плюхнулись на кресла в маленькой комнате отдыха — место казалось странно знакомым по тренировкам на Земле и после тусклого рассеянного света на холодной поверхности Титана ощущалось удивительно теплым и светлым. Воздух базы содержал вместо метана кислород, но большей частью состоял из азота, как атмосфера Титана и Земли. Однако тепло в помещении понижало плотность воздуха, он меньше сковывал движения, и здесь можно было ходить быстрее. Сняв маски, астронавты обнаружили, что работа кислородной системы нарушена: воздух пах аммиаком и резал глаза. Они опять надели респираторные маски.

«Добро пожаловать домой», — сказал механик.

Настоящее

Внеземным колонистам будет грозить депрессия, у них возникнут проблемы с иммунной системой, сном и питанием. Лоуренс Палинкас, профессор Университета Южной Калифорнии, известный как Ларри, изучал зимующих в Антарктике работников, чтобы применить полученные сведения к астронавтам, отправляющимся на Марс. Во времена его наиболее напряженной работы зимовки в Антарктике сильно походили на полет на другую планету: жизнь на автономной станции, враждебные внешние условия, недостаток естественного освещения, почти полное отсутствие связи с внешним миром (хотя внутри станции весьма комфортно и еды достаточно). Сегодня Антарктика далеко не так обособлена, здесь есть интернет и телефон, большую часть года совершаются перелеты. Но синдром зимовки по-прежнему распространен.

«После нескольких месяцев зимнего заточения большинство людей испытывают легкие или средние психофизиологические нарушения с такими симптомами, как бессонница, раздражительность и агрессивность, тревожность, подавленность, ухудшение умственной деятельности, снижение мотивации, расстройства желудочно-кишечного тракта и скелетно-мышечные боли, — писал Палинкас, подытоживая свои и чужие исследования. — Зимой эти симптомы усиливаются, пик приходится на середину зимы».

В 1950-е годы, когда началось круглогодичное пользование антарктическими станциями, случались легендарные психологические надломы, в том числе бунт против ненавистного руководителя и психическое расстройство одного из обитателей станции, которого пришлось на всю зиму запереть в комнате, обитой матрасами. В начале 1960-х гг. с помощью психологических обследований стали отсеивать людей, у которых были проблемы с психикой, и ныне инциденты стали редки; те, что случаются, чаще всего возникают на почве алкоголя. Житель антарктической станции может проявить раздражение из-за неудачного романа, погрузиться в алкогольную апатию или впасть в депрессию из-за болезни или смерти близкого человека.

Но обычно люди просто киснут и выказывают «полярный взгляд» — отчужденный взгляд человека с потускневшими чувствами. Социальная скука и нехватка сенсорного раздражения многих людей пугают. IQ снижается на 5–10 пунктов. «Космический» врач Кристиан Отто, проработавший две зимы в Антарктике физиологом, говорит, что, неделями наблюдая неулыбчивые лица, очень удивляешься лицу коллеги в Skype, демонстрирующему нормальные эмоциональные реакции.

Палинкас говорит, что довольно просто отсеять людей, склонных к серьезным проблемам (кроме алкоголиков, зачастую умеющих скрыть свою зависимость), но куда труднее отобрать тех, кто будет хорошо справляться. Он, в общем-то, перестал пытаться отбирать людей, устойчивых к дискомфорту. Даже если бы это было возможно, сказал он, NASA и так проверяет потенциальных астронавтов по слишком многим параметрам. Вряд ли следует пытаться найти среди них человека, не впадающего в депрессию в темноте и одиночестве.

Если судить по списку качеств, составленному Палинкасом, то семимесячную антарктическую зиму легче пережить человеку, совершенно не отвечающему представлениям начальника отдела кадров об идеальном сотруднике. Тот, кто экстравертен, стремится к успеху, мотивирован и любит порядок, наслаждается проявлением к нему симпатии и любит тех, кто эффективно работает, столкнется с проблемами быстрее прочих. Человек, принимающий ситуацию такой, какова она есть, и не переживающий из-за решений уровня «так сойдет», интроверт, который не нуждается в социальном контакте; при этом он хорошо ладит с окружающими, стремится завершать дела, но не волнуется насчет способов и сроков — таков портрет гибкого выживальщика. Космический колонист должен быть добродушным импровизатором, а не шаблонным занудой и не астронавтом, выбившимся в лидеры еще в скаутском отряде.

Именно таков Дейл Помранинг. Он зимовал на антарктической станции Макмёрдо в числе еще 125 специалистов в 1988 и 1989 гг., когда Палинкас проводил свое исследование. Четверть века спустя они узнали друг друга. Люди обычно помнят тех, с кем перезимовали, даже если долго не общаются. Дейл узнал коллегу с Макмёрдо, которого не видел 20 лет, у входа в продуктовый магазин. Он вспомнил, как Ларри говорил ему, что его коллеги на вопрос «С кем бы вы перезимовали еще раз?» ставили галочку рядом с его именем. Ларри тоже перезимовал бы с Дейлом и помнил о нем по этой причине, а также из-за его мироощущения. Дейл сосредотачивался на своей работе и не участвовал в эпидемии сплетен, распространившейся по станции, из-за которой большинство ее обитателей были вынуждены прятаться в своих комнатах.

Сейчас Дейл живет в Фэрбанксе, на Аляске, где зимой не теплее, чем в Антарктике, и конструирует научное оборудование, работая механиком в Геофизическом институте Университета Аляски. Он гордится тем, что умеет построить все на свете. Зимой 1989 г., когда работе станции угрожала потеря спутниковой тарелки, он починил ее с помощью куска железной кровати и болтов, снятых с гусеничного снегохода, на котором приехал. Он восхищался служащими инженерных частей флота, которые постоянно обменивались колкостями, и водопроводчиками, которые в жуткий мороз без единой жалобы чинили замерзшие канализационные трубы. Он испытывал презрение к недалеким людям, которые жаловались на мороз, но не одевались тепло.

Дейл любит рассказывать истории, и зимовка на Макмёрдо дала ему много материала. Он вспоминает: в феврале, когда улетел последний самолет, дюжина женщин на станции незамедлительно нашли себе парней на остаток года — Ларри Палинкас называет это «адаптацией», ведь романтические отношения помогают людям справиться с изоляцией и экстремальными условиями. Еще Дейл вспоминает, как окружающие уговаривали его выпить на вечеринках, хотя он в жизни не пил; Ларри же говорит, что алкоголь всегда был частью жизни в Антарктике, и большинству он в общем-то не мешает (как и российским космонавтам на МКС). Сосед Дейла по комнате совсем расклеился из-за пьянства и несколько дней не пускал его в ванную, пока не вмешались управляющие. В общем-то, Дейлу нравилась его работа, он общался с теми, кто понимает шутки, а в конфликты и драмы не ввязывался. Зима пролетела быстро.

«Некоторым очень не нравилась темнота, и они все время спали, — говорит он. — Сам я — сова. Мне было все равно, я только бодрствовал куда больше обычного. Это было забавно. Я не особо скучал по солнцу. А вот течение времени изменилось: неделя казалась днем, месяц казался неделей. Время летело быстро…»

Большинство людей чувствуют себя иначе. У них падает настроение. Жесткий распорядок может испортить его еще сильнее. Работа — лучший способ убить время, но людей целеустремленных она может обескураживать, так как вещи ломаются, и заменить их нельзя, на станции теряются инструменты, а наблюдатели издалека отдают необоснованные приказы, не понимая всех сложностей ситуации на месте.

Даже если вы не в депрессии, говорить с одними и теми же людьми изо дня в день может быть тяжело. Энди Махони, с удовольствием изучавший морской лед зимой на соседней маленькой новозеландской станции Скотт-Бейз, говорит, что научился ценить компанию людей, которые ничего не говорят и не ждут разговоров от тебя.

«Вы начинаете разговор — это частое явление, знакомое многим людям, — и беседа просто выдыхается, никто не может с уверенностью сказать, кто ее прекратил, — рассказывает Энди. — Как если бы вы выговорили весь запас бесед. Все запасы болтовни попросту израсходованы. А ведение толкового, вдумчивого разговора требует вовлеченности и энергии, и не всегда они есть».

Сохранять бодрость духа помогали еженедельные визиты группы с американской станции в бар самообслуживания у новозеландцев. Беседы с новыми людьми оживляли социальные импульсы в сотрудниках, проводящих вместе слишком много времени. На антарктических базах существует традиция отмечать середину зимы вечеринками с особой кухней и нарядами, призванными поднять настроение в то время, когда его обычно совсем нет.

У колонистов Титана, вероятно, не будет передышки в середине путешествия. Скорее всего, они покинут нас навсегда, а если и вернутся, то спустя годы. Вам знакомо чувство по возвращении домой после долгого отсутствия? Когда обнаруживаете, что жизнь замечательно текла и без вас…

Дейл Помранинг провел в Антарктике год, потом проехал всю Новую Зеландию и путешествовал по Австралии на собственноручно собранном горном велосипеде и вернулся домой, на ферму своих родителей в Миннесоте, спустя два года после расставания с ними. Пока он был в Антарктике, его отец пережил инфаркт и операцию. В то время Дейл мог только говорить себе, что ничего не может с этим сделать и что волноваться бесполезно. Он понял, как все изменилось, только когда добрался домой.

«Мои родители продали много земли, здесь стало больше торговых рядов, светофоров и машин, — говорит он. — Я был совершенно обескуражен и не знал, чем хочу заниматься. Я не хотел застрять в этой скучной, бездумной мастерской, ведь я повидал мир и занимался интересными вещами».

Друг Дейла, с которым он познакомился в Антарктике, позвонил с Аляски, и так Дейл оказался в Фэрбанксе. Оттуда он снова нанялся в Антарктику — сверлить ледяные шапки Южного полюса. Он ездил туда еще 9 раз. Если темные ледяные места похожи на внеземную колонию, то именно там он нашел свой дом.

Будущее

Роботы сделали все возможное, чтобы прибытие астронавтов было радостным, но, будучи машинами, кое-что все-таки упустили. Во-первых, колонистам предстояло обжить это место, а позже сделать его уютным. Позаботившись о себе, они могли начать работу по строительству колонии. Первые несколько недель все были заняты новыми и важными задачами. Упорная и самозабвенная работа в умелой команде — лучшее лекарство от тоски по дому и подавленности.

В первую очередь механик решил разобраться с системой, преобразующей лед Титана в пригодный для дыхания кислород, и устранить резкий запах аммиака. Командир хотел занять его другой работой, Земля соглашалась с командиром. Центр управления настаивал на том, что уровень содержания аммиака безопасен и что на него не следует обращать внимания. Но механик назвал это смешным и продолжил работу, встретив поддержку остальных колонистов. Эмоциональный раскол между командиром и Землей, с одной стороны, и пятью остальными колонистами, с другой, стал глубже.

Энергетический цех колонии занимал здание в нескольких сотнях метров от главного жилища. Он потреблял из окружающей среды три вида ресурсов. Из Моря Кракена по главной трубе подавался жидкий метан. Через входное вентиляционное отверстие втягивался атмосферный азот. Конвейерная лента подавала ледяной щебень, старательно вырезанный и наколотый роботом-шахтером. В свою очередь из энергетического цеха в жилище шли электрические кабели, труба с пригодным для дыхания воздухом и водопровод с питьевой водой. Избыток тепла и газов от производства энергии выбрасывался через дымоход.

Лед с конвейера сначала подавался в разогретую камеру, где он таял. Далее вода шла в системы очистки и электролиза. Первая производила водопроводную воду для питья и домашнего хозяйства. Во второй вода электролизом расщеплялась на кислород и водород. Большая часть кислорода уходила на сжигание метана в электрогенераторе. Полученная электроэнергия вновь шла на электролиз, а оставшиеся 40% — на нужды колонии и на обогрев помещений. Система очистки производила пригодный для дыхания воздух в помещениях колонии; здесь полученный при электролизе кислород смешивался с атмосферным азотом.

Все технологии в этой системе были вековой давности. Колонизация Титана велась с использованием энергии углеводородов — источника энергии, приведшего к загрязнению колыбели человечества. Но если технология и была старой, то ее реализация во внешней части Солнечной системы с помощью роботов была впечатляющим достижением. Однажды механик высказал этот комплимент робототехнику так, как будто это было ее личным достижением. Они провели немало времени вместе за работой, подружились, и у них даже появились шутки, понятные только им одним.

Работая над настройкой системы, механик обратил внимание на все усиливающуюся вибрацию. Алюминиевые ступени перед зданием больше не касались грунта. На Титане с его слабым тяготением и холодной, плотной атмосферой разогретые закрытые сооружения обладают сильной плавучестью. Здание, если не прикрутить надежно его основание ко льду, оторвется и «выстрелит» в небо. Тепло изнутри здания нагрело сваи, на которых оно стояло, и ослабило лед, в который они были вкручены. Астронавты выпустили роботов с ледобурами установить дополнительные якоря, удерживающие строения на поверхности. Следовало установить дополнительную теплоизоляцию для защиты грунта от тепла зданий, чтобы якоря выдержали нагрузку.

Чтобы астронавты могли ездить по Титану на колесных роботах-строителях, робототехник создала программный интерфейс голосового управления. Астронавты «Аполлонов» нашли, что перемещаться по Луне куда проще на луноходе, чем пешком, т.е. замедленными прыжками. Вскоре колонисты Титана оставляли этих роботов прямо у дверей, будто лошадей на Диком Западе.

Атмосфера и тяготение Титана делали возможным полет. Механик сконструировал пару крыльев из ткани вроде параплана; ему удалось взлететь с ровного места. Но полет был таким же медленным, как ходьба. С помощью двигателя — простого электрического мотора, толкающего воздух — крылья позволяли ему летать подобно Супермену. Даже при пешей ходьбе пропеллер помогал идти гораздо быстрее.

После доработки системы все астронавты летали с пропеллером, особенно на большие расстояния, когда поездка на роботе была неэффективна. Полеты не представляли опасности. Севшая во время полета батарея или ошибка управления парапланом в туманном оранжевом небе Титана не привела бы к гибели. Прежде чем сесть, астронавт мог, планируя, преодолеть огромное расстояние.

Радость свободного полета смягчила уныние изоляции на Титане. В развитых странах Земли люди давно не выходили на улицу, во многом из-за беспокойства по поводу радиации и из-за военных столкновений, изменившегося климата, а также из-за страха перед преступностью деградирующего общества. Они оставались в помещении у своих компьютеров. Хотя воздух Титана так холоден, что человек без согревающей одежды протянул бы лишь несколько минут, здесь ощущались свобода и простор. Они могли летать и ездить куда заблагорассудится, не опасаясь ни излучения, ни погоды, ни враждебных людей, ни чего-либо еще.

Однако командир, все более отчуждаясь от своих коллег, стал мрачным и необщительным. Его цикл бодрствования сместился относительно остального экипажа. Он проводил все больше времени в тренировках, сильно похудел. Казалось, он совсем не ест. Физиолог-психиатр пыталась порекомендовать ему легкую терапию и антидепрессанты, но командир ответил резким отказом. Он стал надолго куда-то исчезать.

Заметив, что из жилища стало пропадать оборудование, доктор заподозрила, что командир подумывает о возвращении домой. Она застала его за погрузкой припасов в спускаемый модуль: похоже было, что он собирался отправиться на Землю. На уговоры вернуться в жилище он ответил молчаливым отказом, взмыв в воздух на своих тканевых крыльях. Она пыталась его остановить, но он улетел вдаль над метановыми глубинами Моря Кракена.

Роботизированные аэростаты немедленно начали поиски командира. Найти его так и не удалось. Низкая плотность и крайний холод жидкого метана обещали совершенную сохранность его промерзшего тела на дне.

В его комнате на экране экипаж обнаружил компьютерного собеседника. Остальные давно отсмеялись над своими фальшивыми друзьями и забросили их, а капитан, судя по всему, к одному из них привязался. Он функционировал непрерывно уже многие недели. У него было лицо молодого мужчины; он продолжал звать капитана, высказывая экстравагантную похвалу и восхищение. Это были любовь и служение герою. Экипаж выключил собеседника, ничего ему не рассказав.

В компьютере колонистов нашлось видео, обучающее проведению заупокойной службы. Астронавты, занятые работой и деморализованные самоубийством командира, решили не самостоятельно проводить службу, а использовать вместо нее видео. Они кивали головами перед экраном, на котором инструкторы, записанные на Земле так далеко и так давно, читали молитвы и вершили церемонию, имитирующую погребение и похороны.

Оставшиеся колонисты тренировались теперь не больше, чем перед отбытием с Земли. Они не рассчитывали вернуться и могли допустить ослабление своих мускулов и костей до соответствующей тяготению Титана степени. Они по-прежнему еженедельно проводили время в крутящемся кресле, подвергающем их тела искусственному тяготению, достаточному для циркуляции спинномозговой жидкости и защиты зрительных нервов от опухания. Это никому не нравилось, но всем было ясно, что без этого на Титане не прожить, если хочешь избежать слепоты и повреждения нервной системы.

Они жили насыщенной жизнью. С помощью роботов они строили второе, куда более крупное жилище для следующей группы колонистов, уже отбывших с Земли. У них было предостаточно времени все закончить, но желание увидеть новые лица и получить новые припасы толкало их трудиться долгие часы и делать новую постройку настолько хорошей, насколько это вообще возможно. Они улучшали предварительный план — делали украшения, удобные зоны отдыха, игровую комнату, — чтобы тепло встретить новоприбывших и чтобы те почувствовали себя как дома. С появлением в колонии новых людей будет легче пережить подавленность из-за самоубийства командира и притерпеться к оранжевому небу.

Доктор сберегла драгоценную коробочку шоколадок и теперь раскладывала их по подушкам будущих новых поселенцев. В ходе еженедельного вечера игр — в отсутствие карт они развлекались разными играми, используя пластиковые шарики из подшипников — кто-то заметил, что они давно живут без шоколада и прочих сладостей. Последовало обсуждение допустимости налета на подушки и разграбления шоколадок. Но доктор сказала, что новичкам на Титане он будет нужнее. Это освежит воспоминания о Земле, а холод азотной и метановой атмосферы Титана покажется не таким ужасным.

Они постоянно говорили о еде. Следующий корабль должен был привезти еду, которой они не пробовали годами. Колонисты прикончили привезенные запасы и питались тем, что вместе со стройматериалами для зданий и механизмов более десяти лет назад доставили на медленных ракетах роботы с Земли.

Они не выращивали пищу сами. Все они старательно ухаживали за единственным растением, азалией, и каждый день проведывали ее, как если бы она была их ребенком. Это растение и неутомимые маленькие мушки, все еще обитавшие на нем, были единственным, что связывало их с природой. Чтобы прокормиться, им бы понадобилось куда больше отапливаемого пространства, больше энергии, а заодно и растений, способных эффективно преобразовывать электрический свет в питательные вещества. Для строительства такой системы нужно было гораздо больше людей и техники, с которой пятеро одиноких колонистов просто не справились бы.

Настоящее

Попытки производить пищу в замкнутой системе, подобной жилищу на другой планете, предпринимались, но не были успешны. В 1980-х гг. миллиардер Эдвард Басс профинансировал эксперимент под названием «Биосфера-2» — создание полноценной экосистемы, обособленной от остальной Земли. («Биосферой-1» организаторы эксперимента называли нашу планету.) В 1970-х гг. научная фантастика была полна экологических сюжетов — описаний круговорота энергии и питательных веществ с участием живых организмов, — и после высадки землян на Луну перспектива внеземных колоний и необходимости выращивать собственную пищу в дальних космических путешествиях не казалась надуманной.

Стеклянный купол и просторные белые отсеки «Биосферы-2» и поныне стоят в пустыне на север от Тусона. Экскурсия в это место вполне заслуживает того, чтобы потратить на нее $20. В разных отсеках станции разные биомы — сочетания растущих в нем растений: пышный экваториальный лес, мангровое болото, океан с кораллами и рыбой, саванна и зона ферм для выращивания пищи участниками эксперимента. Сегодня этот своего рода крытый ботанический сад принадлежит Университету Аризоны. Он немного необычен; из-за того, что «Биосферу» предполагалось изолировать от внешнего мира, у нее есть подвал величиной со спортзал с гибким потолком, способным растягиваться, компенсируя таким образом расширение нагревающегося в дневное время воздуха в надземной части строения.

Купола «Биосферы» разрабатывались как террариум для людей. Она должна была доказать, что на другой планете можно жить в искусственной замкнутой экосистеме, рассчитанной на восьмерых обитателей. Предполагалось, что растения, выращиваемые в пищу, будут вырабатывать кислород для дыхания и потреблять углекислый газ, выдыхаемый людьми и домашним скотом. Обитатели «Биосферы» должны были покинуть ее спустя два года, в течение которых они жили только за счет искусственной и как бы внеземной экосистемы.

Тейбер Маккаллум присоединился к группе за восемь лет до начала эксперимента, будучи в трехлетнем парусном путешествии. Организаторы посчитали, что этот опыт делает его хорошим кандидатом на двухгодичное заточение под куполом. Это была одна из первых ошибок проекта. Тейбер говорит, что время, проведенное им на судне, было далеко не таким трудным, чтобы подготовить его к двум годам изоляции. Члены экипажа «Биосферы-2» никогда не находились в изоляции дольше пары месяцев. Они даже не представляли себе, во что ввязываются.

После начала проекта в 1991 г. обитатели «Биосферы» столкнулись с теми же проблемами, что возникают в подобных условиях изоляции, например во время антарктической зимовки. Они разбились на группы, стали подавленными, раздражительными, возник заговор, а по признаку отношения к операторам системы сформировались политические альянсы «лоялистов» и «диссидентов».

Плохое управление только ухудшило ситуацию. С ростом числа проблем, в том числе недостатка кислорода в «Биосфере», руководители проекта стали скрывать сведения от собственного комитета научных экспертов, который в конце концов подал в отставку. СМИ расточали «Биосфере-2» комплименты задолго до начала эксперимента. Когда просочились новости о том, что вскоре после начала эксперимента двери тихонько открыли, чтобы впустить воздух, без всякого объявления об этом, репортеры обрушились на проект и выставили его фальсификацией.

Проект «Биосфера-2» всегда был немного странным и похожим на секту. Это впечатление усугубляли жаргон и униформа его обитателей, как и футуристичные строения (сегодня они выглядят до смешного старомодными). Освещение проекта в прессе добавило ощущение шокового номера, а не исследовательского эксперимента. Но для людей внутри он превратился в долгую, тяжелую работу, и их старания не послужили уроками на будущее.

Помимо стресса изоляции люди страдали от голода и не могли нормально дышать. Члены команды перешли на низкокалорийную диету с малым содержанием жира еще до входа в «Биосферу». Ее калорийности было недостаточно для того, чтобы работать на ферме, а ради пропитания они работали под своими стеклянными куполами целыми днями. Из-за вредителей и других проблем был постоянный неурожай. Не получая достаточно белков и углеводов, члены команды ходили голодными и раздражительными, в постоянных мыслях о еде. Джейн Пойнтер написала в книге об этом опыте[79], что Тейбер превратился из здоровяка в жердь, потеряв 27 кг. (Джейн и Тейбер сошлись еще до того, как вошли в купол, и женаты до сих пор.)

«У меня были яркие вспышки воспоминаний, — говорит Тейбер. — Собираю я арахис, и вдруг мне 6 лет и я спорю со своей матерью. Половина моего мозга все еще занята сбором арахиса в «Биосфере», а другая половина переживает эту классическую детскую травму. Почему это происходило? Я не знаю».

Он уверен, что психологический стресс был по большей части вызван заточением с небольшим количеством людей. Он нашел решение, недоступное космическим первопроходцам: звонил психотерапевтам и говорил: «Привет, я в “Биосфере”, и мне нужна ваша помощь». Пара телефонных сессий в неделю помогали.

Но этот эксперимент не позволял разобраться с каждой из проблем в отдельности. Психологические реакции мог усугублять голод. Команде также не хватало кислорода, вплоть до апноэ во сне. Порой они не могли договорить фразу, не переведя дыхание в середине. Конфликты стал постоянными. Члены двух групп не садились за стол вместе и даже не смотрели друг другу в глаза. Везде сновали тараканы; они должны были поедать опавшие листья, но их численность вышла из-под контроля. Неурожай следовал за неурожаем. В своей книге Пойнтер пишет, что все это вместе привело к подавленности команды и странным психологическим явлениям вроде ярких воспоминаний Тейбера.

После первой огласки разгерметизации «Биосферы» и впускания внутрь воздуха подобное происходило еще дважды. В последний год люди начали приносить в «Биосферу» алкоголь и пищу, по большей части сладости, но провал «Биосферы-2» произошел в глазах общественности и научного мира еще раньше. Команда покинула «Биосферу» и столкнулась с яркими запахами снаружи купола спустя два года после того, как они туда вошли; их мечты о научной достоверности эксперимента не сбылись.

Через более чем 20 лет здешние экскурсоводы по-прежнему, кажется, защищаются, как и авторы фильма, который показывают посетителям. Апологеты «Биосферы-2» указывают, что атмосферный баланс, возможно, был нарушен углекислым газом, исходящим из застывающего бетона здания, а также недооценкой объемов кислорода, поглощаемого почвенными микроорганизмами. Как ни странно, именно этот ненаучный настрой и сгубил проект — руководители стремились скрыть проблемы. Он и сейчас мешает осознать важность научного открытия этого проекта: «Биосфера-2» не удалась.

«Биосфера-2» показала, что даже огромная, тщательно разработанная, богатая экосистема под стеклом не способна прокормить 8 человек. В распоряжении системы был весь солнечный свет Аризоны, необходимое электричество для насосов, кондиционирования воздуха, освещения и телефонии и огромная масса растений, почвы, стекла, стали, механизмов, воды и многого другого, гораздо больше, чем можно поднять с Земли любыми мыслимыми сегодня технологиями. И все равно обитатели с трудом выживали на диете, более чем наполовину состоящей из быстрорастущего батата.

Дело в том, что каждое человеческое существо на Земле поддерживается энергией фотосинтеза, протекающего на обширной площади суши и океана; свет, падающий на растения и водоросли, позволяет им синтезировать питательные вещества и преобразовывать углекислый газ в кислород. Мы черпаем из этих запасов слишком быстро, и содержание углекислого газа в атмосфере растет. Пищевые и промышленные культуры истощают естественные экосистемы, у нас заканчиваются земли. Эксперимент «Биосфера-2» позволил увидеть эти тенденции. Восьмерым требуется куда больше земли, чем можно заключить под купол.

И в связи с этим возникает вопрос: как нам прокормиться на другой планете? В основе своей фотосинтез слишком неэффективен. Большая часть энергии, падающей на лист, теряется, не захватывается и не откладывается в виде питательных веществ, пригодных в пищу человеку или животному. Ученые даже спорят о том, окупается ли кукурузный спирт — производит ли он больше энергии, чем фермер затрачивает на его выращивание. Эффективность преобразования солнечного света в биомассу чаще всего оценивается меньше, чем в 1%.

Земная экосистема функционирует благодаря ее большим размерам и большому количеству солнечной энергии, падающей на ее поверхность. Во внешней части Солнечной системы солнечный свет куда слабее; на Титане, укрытом плотной атмосферой, солнце всегда тусклое. (Даже Марс, наш ближайший сосед с противоположной от Солнца стороны, получает вдвое меньше солнечной энергии на единицу площади, чем Земля.) На Титане растения придется выращивать при искусственном освещении, и вопрос эффективности приобретает еще большую важность.

Психологическая история «Биосферы-2» тоже поучительна. Кристиан Отто, физиолог, изучавший реакции людей в Антарктике, беседовал также с Джейн и Тейбером. Спустя некоторое время после окончания эксперимента они испытывали симптомы посттравматического расстройства. Астронавтам во время длительной миссии нужно будет избегать их ошибок.

Но эта пара по-прежнему мечтает о космосе. Спустя 20 лет после «Биосферы-2» еще один миллиардер объявил отбор добровольцев для космического проекта. На этот раз Деннис Тито хотел отправить пару постарше (постарше, так как они потеряют несколько лет жизни из-за излучения) в облет Марса в небольшом, легком космическом аппарате[80]. В 2018 г. наступал тот редкий момент, когда две планеты особенно близки. Выбор пал на Джейн и Тейбера. Они вновь оказались в центре ажиотажа, созданного СМИ. Они волновались насчет этого полета. Тейбер сказал, что не спит по ночам, думая о том, каково будет так долго вдвоем, в ограниченном объеме, лететь сквозь космос.

Частью концепции было содействие NASA этому проекту. Однако у NASA другой подход к выбору миссий и астронавтов.

9. Кто полетит?

Астронавта трудно невзлюбить. Да, они держатся так, будто считают себя совершенными. Но это не тщеславие, а правильная самооценка. Они близки к совершенству: умны, воспитаны, точно выражаются, опытны, они самоотверженные члены команды и хорошие руководители. Можно попытаться невзлюбить их за совершенство, как школьных зубрил и ботаников, но и это вряд ли удастся, так как NASA отсеивает тех, кто раздражает своим совершенством.

«На самом деле мы ищем приятных людей, — говорит Дуэйн Росс, ранее отвечавший за отбор астронавтов и программу их подготовки в Космическом центре имени Джонсона (со времени нашего разговора он успел уволиться). — Нужны те, с кем можно поладить. Очень многому мы можем научить. От людей требуется наличие определенных навыков, и, конечно, у кандидатов уровень развития этих навыков разный. Но нам нужны те, кто умеет ладить с людьми разного склада, типа, национальности, причем длительное время и в замкнутом пространстве».

Сам Дуэйн в астронавты не годится — он шутит, что в случае отправки в космос кричал бы всю дорогу, — но, по-видимому, прекрасно разбирается в людях. Он пришел на эту работу из нефтяной промышленности. Раньше он заведовал кадрами на Техасском нефтяном месторождении; теперь делает примерно то же в отношении астронавтов. Благодаря медленному и глубокому техасскому говору он производит успокаивающее впечатление заурядного парня, и его карьеру легко представить как череду умиротворяющих бесед с соискателями.

Дуэйн доверяет своей интуиции. Он пришел на эту должность в 1978 г., чтобы подобрать первые экипажи для шаттла. Среди них должны были появиться первые астронавты из числа гражданских лиц[81], в том числе женщины и представители меньшинств. Впервые NASA интересовали люди с целым рядом качеств, а не просто летчики-истребители с их «надежным материалом». После первичной проверки на наличие медицинских и психологических проблем интервьюеры оценивали соискателей с помощью матрицы с числовыми оценками разнообразных критериев. Это не сработало: все претенденты оказывались одинаковыми. Для того чтобы все-таки сделать выбор, комиссия привнесла дополнительный фактор — свое чутье на то, из кого выйдут хорошие астронавты. Оказалось, что подобного интуитивного суждения как раз достаточно, и с тех пор чутье остается главным стандартом.

В 2016 г. 18 300 человек изъявили желание стать астронавтами, тем самым дав начало 18-месячному процессу отбора[82]. В предыдущем цикле отбора, в 2013 г., астронавтами стали 8 человек из 6000 желающих (отряд астронавтов состоит примерно из 42 активных членов, из которых на МКС каждый год летают шесть[83]). Первичный отсев сократил их число до 4500. Затем список прочесала оценивающая комиссия из опытных астронавтов и управляющих, выкинув 90% анкет. Потом были изучены медицинские карты и послужные списки 480 кандидатов, а оставшиеся 120 были приглашены на предварительные интервью, психологическое обследование и медицинскую проверку. Полсотни дошли до итогового интервью, интенсивной медицинской и психологической проверки и практического испытания, имитирующего работу в открытом космосе. Дуэйн удостоверился, что семьи соискателей понимают, во что те ввязываются. Комиссия собралась на совещание, где каждый мог забраковать любого кандидата, и они просто сделали выбор.

Произвол ли это? Дуэйн говорит, что на заключительных этапах отбора каждый из кандидатов обладает высокой квалификацией. NASA похоже на элитный колледж, вынужденный выбирать среди круглых отличников, зная, что любой из финалистов справился бы с поставленными перед ним задачами. И похоже, эта система работает. Трудно спорить с тем, что в отряде астронавтов служат блестящие люди. Целью Дуэйна был отбор приятных людей, и все они — в высшей степени приятные люди.

Он также отмечает, что почти каждый отобранный программой астронавт полетел в космос и показал себя хорошо. Оглядываясь на почти 40 лет своего участия в отборе астронавтов, Дуэйн считает, что интуиция оправдала возложенные на нее надежды. В 2007 г. одна женщина-астронавт брызнула из перцового баллончика в свою соперницу по романтическим отношениям на парковке у аэропорта, проехав полстраны в подгузниках для взрослых. Росс отмахивается, говоря, что спятить может кто угодно. После этого случая NASA ужесточило послеполетные психологические проверки астронавтов. Росс говорит, что самыми серьезными психологическими сложностями в ходе космических миссий были разногласия.

Поначалу космическая программа была одним из фронтов холодной войны, и в полетах участвовали военные пилоты реактивных самолетов, выпускники школ летчиков-испытателей с дипломом инженера или аналогичной квалификацией при этом ростом ниже 180 см, чтобы помещаться в пилотском кресле. Они и вели себя как офицеры, соблюдая дисциплину и субординацию. Даже после 1978 г., когда в полетах стали участвовать гражданские лица, NASA по-прежнему давало понять, кто в каждом экипаже главный, и большинство астронавтов приходят из военной среды. На МКС командование по очереди переходит от члена российской команды к американцу[84] и обратно.

Со времен окончания холодной войны процесс отбора изменился и в России. Космонавт больше не обязан состоять в Коммунистической партии и быть ростом ниже 170 см. Но зарплата космонавта нынче низкая, и российская молодежь не стремится в космическую программу, несмотря на обещанную роскошную восстановительную поездку на Канарские острова после каждого полета[85]. (Начальный заработок американского астронавта — около $100 000 в год, максимальный — $156 000.) Китайские ракеты поднимали в космос пятерых тайконавтов, в том числе одну женщину. Тайконавты-женщины должны быть замужем и иметь ребенка, у них должны быть хорошие зубы и отсутствовать телесный запах. По-видимому, мужчинам вонять дозволяется[86].

Кроме того, попасть в космос можно, располагая деньгами и властью. Сенатор США Джейк Гарн и саудовский принц Султан бин-Салман бин-Абдулазиз ас-Сауд участвовали в полетах на шаттлах в качестве специалистов по полезному грузу и почти не имели реальных обязанностей. Сенатор Гарн чувствовал себя во время миссии настолько плохо, что в его честь назвали единицу, которой измеряется ощущение дурноты в полете. (Росс рассказал нам, что морская болезнь на Земле, по-видимому, не позволяет предсказать реакции желудка в космосе.) Саудит отправился в космос по велению отца, чтобы сделать фотоснимки Саудовской Аравии, необходимые для определения направления на Мекку для ежедневных молитв[87]. Компания Space Adventures («Космические приключения») отправила на российских ракетах «Союз» с десяток пассажиров на МКС. Сейчас цена такого путешествия составляет $50 млн с человека.

Аманда однажды попыталась стать астронавтом. Она добралась почти до конца отбора и приезжала на неделю в Космический центр имени Джонсона проходить интервью, психологические и физические проверки[88]. Многим кандидатам приходилось участвовать в отборе несколько раз. Аманда в итоге пошла по другому пути и сделала отличную карьеру в планетологии, что очень даже неплохо, ведь программа космических челноков вскоре была свернута, и она могла бы участвовать в полетах совсем недолго.

Она вспоминает медицинские тесты NASA, позволяющие отбирать тех людей, параметры которых подходят под скафандры и оборудование и чье здоровье не подведет вдали от ближайшего центра медицинской помощи. Росс говорит, что эти тесты призваны выяснить, возникнут ли у астронавта проблемы со здоровьем в ближайшие 10 лет, так как вряд ли новичок попадет в космос раньше этого срока. Локти и колени Аманды испытали на прочность, она прошла проверку зрения и слуха, пробежалась на беговой дорожке с прикрепленными к телу разнообразными датчиками, посидела в темной комнате, чтобы выяснить, сохранит ли она спокойствие, ей поставили клизму и провели колоноскопию, она прошла психологическое интервью и отобедала с другими кандидатами, причем за их поведением внимательно наблюдали. С тех пор к программе добавилась МРТ для определения риска аневризмы сосудов головного мозга и ультразвуковое обследование, оценивающее риск возникновения камней в почках — проблемы, часто возникающей у астронавтов в невесомости.

Дуэйн считает, что нужно искать лучших кандидатов и затем готовить их к тому, с чем им предстоит столкнуться. Каждый астронавт МКС обучается пилотированию сверхзвукового реактивного учебно-тренировочного самолета T-38 и русскому языку на случай экстренной ситуации на «Союзе». Они работают под водой в крупнейшем в мире бассейне глубиной 12 м, получая опыт обращения в невесомости с тем оборудованием, которым будут пользоваться в космосе. Прорабатывать детали программы помогает и виртуальная реальность. Базовое обучение занимает два года, подготовка к миссии — еще от двух до трех лет.

Команду, отправляющуюся в длительную миссию к другой планете, Дуэйн подбирал бы так же. Нынешняя система работает. Психологический отсев уже позволяет по-разному ранжировать астронавтов для кратких и длительных миссий. Новые процедуры психологического отбора могут позволить выбирать людей, способных хорошо справиться с длительной изоляцией, если исследователям удастся отыскать маркеры этих качеств.

Дуэйн считает, что экипаж из двух или трех человек отправлять нельзя, так как последствия возможного конфликта будут слишком велики. Есть смысл отправлять четверых или шестерых. Также нужно решить, должны ли астронавты быть свободны или в браке или это должны быть женатые пары. Вероятно, романтические отношения в космосе уже случались. Ходят слухи, что такие отношения успевали возникнуть даже за краткий срок полета шаттла, как мы уже отмечали в главе 7. Миссии МКС длятся шесть месяцев, у астронавтов имеется личное пространство, а NASA не задает вопросов. Больше, чем возникновение отношений, Дуэйна беспокоят их разрывы. Каково будет работать в длительной миссии, когда на борту — бывший партнер?

Как бы ни был устроен подбор команды для путешествия на другую планету — а это пока предмет самых передовых исследований, — Дуэйн уверен, что миссия пойдет более гладко, если астронавты будут приятными людьми. А этот критерий лучше всего дать на откуп чутью комиссии по отбору.

Будущее

Мир неотрывно следил за тем, как первые колонисты высадились на Титан, обустроили свой дом, пережили утрату командира и подготовились к прибытию следующей группы еще из шестерых астронавтов. Построив первые два аппарата с Q-двигателями, Titan Corp. выиграла контракт на строительство еще восьми: пяти — для отправки продуктов и прочего скоропортящегося груза и трех — для отправки дополнительных команд по шесть человек каждая. В итоге на Титане должны были оказаться 29 обитателей в трех жилищах.

Был заказ и на более тяжелые корабли для отправки грузов, необходимых для быстрого расширения колонии: деталей установки по производству строительного пластика из углеводородов Титана, которая позволит колонистам возводить крупные здания из подручных материалов.

События на Титане начали затмевать новости о земных бедствиях. Колонисты были популярнее других медиазвезд. Для зрителей-землян они были почти членами семьи, истории о них крутили везде (по крайней мере в тех местах, где на Земле еще были электричество и связь). Мыльная опера из далекого космоса позволяла людям отвлечься от мыслей о недееспособных правительствах, расслоении общества, бесконечных войнах, климатическом кризисе, жутких роботах и прочих земных проблемах. Проще было опустить руки и устремить взгляд в небо. Они видели, как люди на Титане строят что-то новое, не боясь суровых условий, способны летать в небесах и исследовать новые горизонты. Тяготы, холод и тьма не чувствовались по эту сторону экрана.

Группа мировых лидеров Западного блока заключила с Titan Corp. контракт на десять кораблей, каждый из которых будет способен перевезти сотню колонистов. Первый колониальный лайнер должен был называться Mayflower[89]. Сделка была эксклюзивной, и после ее огласки другие богатые нации были вынуждены присоединиться, даже несмотря на их общую враждебность по отношению к США и Европе, которые руководили программой. Догонять Titan Corp. было бы слишком сложно и дорого даже для Китая, изнуренного, подобно другим странам, засухами, поднимающимся уровнем моря, жестокими распрями и разрушенной системой международной торговли.

Публика приняла «непрозрачную» систему отбора первых экипажей, отправленных на Титан. Ясно, что только самых способных астронавтов можно было отправлять в первые пять миссий. Но 1000 мест на кораблях были шансом начать все с начала там, где хоть и холодно, но безопасно выходить наружу. На Титане жизнь могла продолжаться дальше, и было возможно сохранить религиозные и культурные традиции, в отличие от Земли, где общество и биосфера могли окончательно погибнуть.

Политические лидеры понимали, что столкнулись с проблемой. Чтобы сохранить коалицию наций и избежать политического взрыва дома, им нужна была такая программа отбора, которая будет выглядеть совершенно логичной, честной и прозрачной.

Для отбора колонистов была созвана специальная комиссия. В пышных выражениях международные партнеры согласились, что комиссия должна состоять из лучших умов, представляющих все грани человеческой деятельности. Власти установят стандарты и определят процесс отбора лучших представителей человечества, тех людей, которые станут прародителями будущих внеземных поколений. Эпохальное значение задачи обсуждения существенных качеств нашего вида требовал разнообразного и талантливого состава группы экспертов во всех областях.

Комиссия была многочисленной, в нее входили ведущие ученые-естественники, психологи, специалисты по этике, религиозные лидеры, инженеры, учителя и военачальники; здесь были преподаватели живописи и скульптуры, литераторы, музыканты, танцоры, разработчики видеоигр и представители нового искусства — творческой биологии, а также специалисты по антропологии, социологии, гендерным исследованиям и организатор свадеб (последний не понаслышке знал об управлении большими, разнородными группами людей в стрессовых ситуациях).

Начался первый день встречи. К обсуждению приступили только после того, как комиссия под руководством координатора выполнила упражнение по созданию командного духа, провела мозговой штурм и расклеила по стенам конференц-зала записки на желтых бумажках. Предварительные мероприятия отняли большую часть времени, а дискуссия в основном заключалась в долгом и едком споре двух раздувающихся от чувства собственной важности членов комиссии по поводу названия первого корабля. Они спорили о том, к чему отсылает название Mayflower — к бегству от гнетущей религиозной системы Старого Света или к гегемонии белых европейцев и истреблению коренного населения. Группа разошлась, так ничего и не решив; секретарь отправился писать отчет об отборе колонистов на основе исследования, проведенного еще до собрания комиссии.

Колонистам в их путешествии в один конец нужно будет не только уметь работать в команде. Возможно, за этими избранными — будущее нашего вида, поэтому члены комиссии желали, чтобы каждый был лучшим в своем роде, а еще молодым, крепким, здоровым и пригодным к размножению. Помимо медицинского отсева на предмет наследственных пороков и склонности к заболеваниям потенциальным колонистам предстояло сдать генетический анализ для обнаружения черт, повышающих их шансы на Титане. По генетическим маркерам дисквалифицировались соискатели со значительным риском повышения глазного и внутричерепного давления при низком тяготении, депрессии из-за слабого освещения и жизни в замкнутом пространстве, а также те, у кого холодные конечности и агрессивный темперамент.

Члены комиссии подготовили требования к тысяче колонистов, присвоив каждому из них ряд качеств. Очевидно, понадобятся писатели-документалисты и планетологи — хотя бы по одному — и множество других профессионалов, при этом следует сохранить равновесие полов и разнообразие рас, культур, религий, политических взглядов, а также включить в число колонистов людей разных сексуальных ориентаций — натуралов, геев, бисексуалов, трансгендеров и прочих, появившихся позднее.

Требования разнообразия и политической корректности порой противоречили требованиям совместимости. Собрать представителей многих религий нетрудно, но среди них окажется немало фундаменталистов, которым будет непросто поладить друг с другом. Как быть с теми, кто верит, что Земля находится в центре Вселенной? Ортодоксальным евреям не удастся соблюдать на корабле шаббат, свечи католиков не будут нормально гореть в отсутствие тяготения, а растафарианцы не смогут ни выращивать, ни курить марихуану в космосе. Терпение исполнительного директора комиссии иссякло, когда ему предложили отправить в космос исламских экстремистов, которым вполне могло взбрести в голову взорвать корабль.

Из-за сложной матрицы отбора соискателям приходилось составлять длинные заявки и предоставлять очень личные сведения. Желающие улететь бесплатно заполняли формы, в которых требовалось указать самые интимные медицинские, социальные и личные сведения, данные о трудовой деятельности, наградах, рекомендациях, а также приложить небольшое сочинение. Понятие тайны личной информации уже давно устарело, многие соискатели и так хранили данные на своих страницах в социальных сетях и могли заполнить форму автоматически.

Серверы комиссии собрали миллионы заявок, отсортировали их, прочесали сеть в поисках дополнительных сведений о каждом заявителе, отмечая несоответствия, и оценили их согласно рубрикатору, основанному на предварительном представлении экспертов об облике идеального колониста для каждой из категорий. Компьютер выдал имя главного и запасного кандидата на каждое из тысячи мест, сравнив все возможные сочетания критериев. Комиссия изучила этот список и удалилась на секретное совещание, полное сделок и торгов, приведших к некоторым изменениям в пользу кандидатов, умело манипулировавших членами комиссии.

Однако, несмотря на все компромиссы, тысяча колонистов действительно были образцовыми человеческими существами — красивыми, воспитанными, способными, здоровыми, всех цветов кожи (хотя преобладали европеоиды и азиаты из стран, оплачивающих поездку). У себя дома они стали знаменитостями — избранными.

Но, когда стала набирать обороты подготовка к отправке и началось сооружение огромного космического дока для строительства первого, теперь безымянного корабля, события приняли неожиданный оборот. Все началось с колких комментариев в «Твиттере». Кому хочется жить на планете, заселенной идеальными людьми? Будто в школе с учительскими любимчиками! Затем пошла критика посерьезней. Разве не такой же отбор хотели устроить нацисты и прочие приверженцы евгеники XX в., стремясь «выполоть» нежелательные элементы человечества, чтобы дать место тем, кого они считали лучшими? А следует ли устранять из нашего вида людей неприспособленных? Как насчет безумных художников, чей гений остается непризнанным при их жизни? На корабле не было бы места Винсенту ван Гогу с его биполярным расстройством, неспособной к обучению Агате Кристи, прикованному к инвалидному креслу Стивену Хокингу…

За этим первым ропотом последовал взрыв возражений, усиленный могущественными людьми, чьи советники знали, как привлечь внимание социальных медиа. Они утверждали, что отправиться должны успешные — сильные и агрессивные, победители по жизни. Зачастую это были не те, кто получал лучшие оценки, заслуживал одобрение академических комиссий и награждался наградами; они не работали на систему, а перебарывали ее. Это люди амбициозные, изобретательные, дерзкие. Борьба за выживание возвысила богатых и сильных, и именно они, утверждалось в возражениях, были лучшим шансом нашего вида выжить и процветать в будущем.

А еще им должно быть позволено взять с собой своих питомцев, коллекции вин и произведений искусства.

«Мэйфлауэр» в 1620 г. не был ковчегом, призванным нести лучших в своем роде людей к новым землям, чтобы основать там цивилизацию. Его пассажиры бежали из родной страны, где они больше не могли жить. Это были отверженные, достаточно смелые для того, чтобы создать новый мир, не любимцы устоявшейся власти, а беглецы, сделавшие самостоятельный выбор. Космическая колония должна стать спасательной шлюпкой для тех, кто готов сражаться ради нового мира.

Так говорили критики. Они были готовы сказать все что угодно, лишь бы попасть на борт.

Настоящее

Сообщения зондов, подыскивающих место для колонии, могут создать обманчивое впечатление. В 1584 г. первопроходцы, посланные сэром Уолтером Рэли, причалили к Внешним отмелям Северной Каролины и обнаружили райское место: пища здесь обильно росла сама собой, туземцы были дружелюбны, и была перспектива отыскать драгоценные металлы. Корабли были самодостаточными. Новая земля практически никак не влияла на их выживание. Капитаны унесли в Англию впечатления туриста, уловившего основные черты нового места, но не ощутившего истинных сложностей тамошней жизни. Межпланетные зонды, отправленные к Марсу и Титану, тоже шлют изображения пейзажей, напоминающих земные, но автономное существование в тех местах будет несравненно сложнее их кратковременного посещения.

Колонизация космоса очевидным образом отличается от ранней колонизации Северной Америки (например, нигде в Солнечной системе мы не столкнемся с похожими на нас существами), но есть и впечатляющее сходство. Вид американского побережья, открывшийся англичанам в 1584 г., не сильно отличался от вида на другие планеты. Туда отправлялись корабли, совершались высадки, но подробностей было мало, и еще не были сделаны открытия, ставшие следствием освоения местности. Отправка кораблей в Америку была делом дорогим и рискованным, и между успешными путешествиями проходило немало времени. Шло также соревнование разных народов. Исследования ради науки и престижа соседствовали с простой жадностью и надеждой на новые возможности.

Пугающие расстояния и опасности были такими же, если учитывать скорость и размеры транспортных средств. Пересечение Атлантики в XVI в. обычно занимало пару месяцев, и моряки оставляли дом на годы. Коммуникация осуществлялась письмами, отправляемыми наудачу со случайно встреченными кораблями. Жизнь била моряков куда ощутимее, чем астронавтов. Если умирало лишь несколько человек, то путешествие считалось удачным. Офицеры, руководящие долгими путешествиями, подвергались тем же психологическим стрессам, что и современные работники замкнутых аванпостов вроде антарктических станций или «Биосферы-2». Корабельные журналы пестрят описаниями напряженных и необъяснимых столкновений с участием колонистов, ученых и прочих гражданских лиц, а порой и тех, кто состоял на королевской службе и для кого дерзкая реплика могла обернуться виселицей.

Если человеческая натура не изменилась за последние пять веков, то космическими колонистами будут двигать те же общественные и экономические силы, они будут совершать те же ошибки и просчеты и столкнутся со столь же реальным риском. Колония может быть успешной с первой попытки, но ее может постичь и неудача. Многие люди, возможно, погибнут. Первопроходцы могут заплатить дорогую цену. Но в итоге колонии приживаются.

Елизавета I опробовала экономическую модель колонизации, которой американцы пользовались еще 300 лет в ходе покорения Запада и поныне пользуются на технологических фронтах: частное-государственное партнерство. Блестящий и дерзкий Рэли был ее любимым придворным. Она пожаловала ему право претендовать на владение Северной Америкой, если ему удастся поселить там людей, и точно так же Конгресс отдавал западные земли железнодорожным компаниям, когда они двигались вглубь континента, а спектр вещания — корпорациям, строящим радио- и телевизионные станции.

Во времена шекспировских пьес и расцвета Возрождения в Лондоне Англия все еще оставалась слабой страной, которой угрожала Испания, разбогатевшая и усилившаяся благодаря вывезенному из Америки золоту. Елизавета не могла бороться с Испанией напрямую, но субсидировала строительство торговых кораблей, которые в случае военных действий можно было переоборудовать в эффективные боевые суда. Она также поощряла нападения корсаров, по сути легальных пиратов, на испанские корабли в Карибском море, при условии, что экипаж отдаст часть добычи в казну. Ее договор с Рэли подразумевал аналогичные условия. Успешная колония умножила бы его богатства и расширила ее власть.

Рэли был рисковым предпринимателем, смелым, как провидцы Кремниевой долины, готовым на большие ставки и риск. Испанские колонии находились во Флориде и южнее. Колония дальше на север позволила бы Англии закрепить эти территории за собой, дала бы Рэли богатые месторождения и обширные земли и обеспечила бы поддержку английским судам, грабящим испанские корабли, груженые драгоценностями. Но даже география этих мест оставалась неизвестна. В 1584 г. Рэли отправил пару своих кораблей исследовать побережье в поисках гавани и земли для поселения — как межпланетный аппарат на пролетную траекторию.

Барьерные острова Внешних отмелей песчаной дугой огибают побережье Северной и Южной Каролины. В этой длинной, узкой полосе есть проливы по многу километров шириной, слишком мелкие для крупных судов. Изменчивые проходы через Внешние отмели коварны, и большому кораблю здесь не пройти, а внешние воды настолько опасны, что их стали называть «кладбищем Атлантики». Берег здесь низкий и заболоченный. Ни песчаные острова, ни влажное побережье материка не позволяли выращивать хлеб. Относительно защищенным и по большей части сухим являлся остров Роанок, расположенный между отмелями и материком, но он был слишком мал для того, чтобы прокормить много человек. Это место не подходило для начала колонизации Америки европейцами.

К несчастью, первая экспедиция Рэли чуть-чуть не добралась на север до Чесапикского залива с его превосходной для поселения землей и идеальной защитой для кораблей. Вместо этого Рэли доложили о райском острове Роанок. Вместе с возвращающейся экспедицией в Англию прибыли двое коренных американцев, Мантео и Ванчезе, вызвавшие сильное воодушевление по поводу следующего запланированного Рэли вояжа. Эта экспедиция планировалась более крупной, с разнообразным составом участников — как на нашем воображаемом космическом аванпосте. Она должна была подробно выяснить перспективы добычи полезных ископаемых и земледелия, исследовать местность и создать постоянное поселение для новых партий колонистов.

Королева Елизавета помогла экспедиции кораблем и порохом, посвятила Рэли в рыцари и пожаловала ему титул правителя Вирджинии[90], т.е. 2900 км американского побережья и всех земель к западу от него. Она дала ему право призывать мужчин в это путешествие. Лондон был переполнен, работы и земли не хватало, и Америка открывала большие перспективы. Рэли хотел тоже отправиться туда, но Елизавета ему этого не позволила — он был нужен ей.

Рэли нанял советников, чтобы решить вопрос о том, кого снаряжать во вторую экспедицию. Для поселения требовались солдаты, играющие примерно ту же роль, что и наши астронавты, и обеспечивающие защиту от коренных американцев; ученые для сбора сведений; ищущие выгоды предприниматели, которые будут платить и искать собственный доход; эксперты по металлам, драгоценным камням и их добыче; ботаники и знатоки лекарственных растений; специалисты по выращиванию, обработке и хранению пищи, изготовлению инструментов, одежды и обуви, уходу за больными и ранеными и представители многих других профессий, а также иерархия служащих, которые будут всеми ими руководить. Список разросся до 800 человек и продолжал расти, как сообщает Дэвид Бирс Куинн в своей превосходной книге «На Роаноке прекрасная погода» (Set Fair for Roanoke). Рэли урезал его до 500, чтобы уместиться в два отбывающих друг за другом флота из разнообразных кораблей.

Но одним из главных уроков, преподанных этим проектом колонизации, стало то, что обычно реальность отличается от любого, даже самого точного плана. Корабли тонули и сбивались с курса. Остров Роанок был слишком мал для большой группы людей. В результате там была оставлена лишь сотня человек, по меньшей мере половина из них — солдаты. Корабли покинули аванпост, пообещав вернуться с припасами через год. Но волей обстоятельств припасов не хватило на этот срок. Поселенцы исходили из нереалистичных оценок своих возможностей производить еду и получать ее у коренных американцев.

Лучшим решением Рэли была отправка в экспедицию Томаса Хэрриота, блестящего ученого и математика, который усовершенствовал искусство навигации. Не исключено, что он участвовал и в первой экспедиции. Художник Джон Уайт делал зарисовки, которые и поныне являются важной частью исследования местности. Он также оказался чутким наблюдателем; в своей работе он первым из англичан живописал природу и народы Северной Америки. Он вернулся на корабле, оставившем сотню человек, и привез акварели и отличные отчеты.

Хэрриот остался на Роаноке на год. У Мантео он выучился здешнему языку. Он ходил в дальние пешие походы, бывал в местных деревнях и собирал сведения об их культуре во время первого контакта. Эти уникальные сведения были в те времена государственной тайной, как и акварели Уайта, и послужили основой успеха колонизации.

«В ту пору большой интерес представляла фармацевтика, — говорит историк и археолог Эрик Клингельхофер из Университета Мерсера. — Сассафрас считался чудодейственным средством, и любой, кто разыщет дерево и соберет корни сассафраса, мог разжиться в Европе серьезными деньгами. Считалось, что и другие средства могут оказаться полезными. В книге Хэрриота есть много описаний поисков разных растений и указаний по их применению, сообщений индейцев о том, что такое-то растение помогает при расстройстве желудка и т.п.».

Но Хэрриот презирал тех, кто искал в этой экспедиции богатства, кто оплачивал проезд в надежде отыскать золото или нажиться на торговле с туземцами, а в случае неудачи жаловался на еду и условия и ничем не помогал остальным. Позже колония в Джеймстауне, в Вирджинии, столкнулась с той же проблемой — джентльменами, которые не работали, в то время как население колонии голодало.

«Им все было безразлично, кроме набивания своих животов, — писал Хэрриот об искателях богатства и нытиках острова Роанок. — Из-за того, что здесь не было ни английских городов, ни красивых домов, ни столь желанных излюбленных ими лакомств, ни мягких пуховых и перьевых постелей, эта страна была для них никчемной».

Экология функционирующего сообщества людей подобна пирамиде с широким основанием из производителей и узкой вершиной неработающих потребителей. Вопреки тому, как это показано в костюмированных драмах Би-би-си, большинство людей в Англии составляли не лорды и леди, а крестьяне, которые выращивали хлеб, пряли ткани и таскали воду. Лишь крохотная доля населения могла позволить себе сидеть в поместьях и выдумывать анаграммы. По-настоящему самодостаточная колония из ста человек не может позволить себе даже одного лентяя.

И это поныне так. Автоматизация и электрооборудование определенно повышают долю досуга по отношению к доле труда в нашем обществе, но жизнь на другой планете потребует от каждого прикладывать куда больше усилий просто для того, чтобы выжить. Сообщества XVI в. выращивали зерно, чтобы кормить коров, которые дают молоко, из которого делают масло и сыр, и всю эту производственную цепочку обслуживали умелые работники. Чтобы вообразить аналогичную систему на Титане (позволим себе такую художественную вольность), понадобятся дополнительные звенья цепи: люди, которые строят модули для растений и животных, обеспечивают тепло, освещение, воду и кислород, которым будут дышать коровы. Мы можем отказаться от натуральных молочных продуктов, роботы и прочие механизмы способны выполнять немало работы по производству пищи, а биотехнологии повысят его эффективность, но мы пользуемся технологиями уже достаточно давно, чтобы понимать: они не заменяют человеческого труда. Кто-то должен присматривать за машинами.

На Роаноке нишу производства пищи заняли военные. Рейф Лейн, военный командир, сначала торговал с коренными американцами, а позже и выбивал у них продукты угрозами. Вингина, вождь Роанока, который сначала подружился с колонистами, в конце концов убрался с острова вместе с островитянами подальше от Лейна и его угроз. Его люди, вероятно, голодали, обеспечивая себя и колонистов. До Лейна дошел слух о том, что Вингина собирается напасть — может быть, так оно и было, — и он запросил встречи с ним. На встрече же Лейн убил Вингину и нескольких его приближенных.

Хэрриот тоже доставил коренным американцам много неприятностей, хотя и непреднамеренно. В деревнях, которые он посетил, вскоре после его отбытия вспыхивали смертельные эпидемии. Европейские микробы, с которыми туземцы до того не сталкивались, поразили большое количество местных жителей гриппом, оспой и им подобными болезнями. Аборигены полагали, что у Хэрриота есть невидимая сила вызывать болезни и смерть. Хэрриот, будучи человеком своего времени, также полагал, что эти вспышки были проявлением некого божественного правосудия, карающего местных за их обман и неуважение.

Прошел год, колонисты острова Роанок голодали и опасались коренного населения и испанцев. Они отчаянно нуждались в припасах и подкреплении. Но корабли Рэли опаздывали. Когда внезапно объявился большой флот сэра Фрэнсиса Дрейка, недавно успешно атаковавший испанцев, у Лейна не было выбора, кроме как согласиться на возвращение домой.

«Они действительно думали, что через 12 месяцев прибудут корабли с припасами, — говорит Клингельхофер. — Что ж, этого не случилось, и они, глядя на свои часы (солнечные, вероятно), сказали: “Время вышло, нам пора убираться отсюда. Мы сделали все что могли, мы потеряли не так уж много людей — и, кстати, ни одного в боевых стычках, — и без припасов здесь оставаться незачем”».

Когда корабли с припасами все-таки прибыли, офицеры обнаружили заброшенную колонию и лишь троих человек из команды Дрейка. Они оставили еще 15 человек и припасы, которых должно было хватить на два года. Очевидно, эти люди прожили недолго — вскоре соседние племена объединили силы и уничтожили их.

Преимуществом третьей фазы проекта Рэли были знания, полученные первыми двумя экспедициями, в том числе о необходимости автономии. Устройство колонии было совершенно иным и для своего времени революционным. В Америку отправлялись семьями, с женами и детьми — строить фермы и оставаться навсегда. Инвесторы помимо Рэли вкладывали деньги через корпоративную структуру. Географические сведения, полученные за год изучения и исследования местности, позволили направиться в Чесапикский залив, в район с более высокими шансами на успех.

Художник Джон Уайт собрал около 115 колонистов. Он бы собрал и больше, но привлечь людей было непросто. Он мог предложить безземельным англичанам недвижимость и более здоровый по сравнению с Лондоном климат, снижающий риск умереть от болезни, но предприятие было чересчур рискованным, особенно для семей, у которых имелось имущество и перспективы у себя дома. Мы знаем, что в числе решившихся были люди среднего класса без титулов, но со средствами, и их слуги. Среди них было много протестантов, желающих более свободных форм религиозного служения, чем позволяла англиканская церковь, но они не были религиозными радикалами, вроде более поздних пилигримов. Они хорошо подготовились, собрали запасы, и их план мог сработать.

Но Уайт не был хорошим лидером, и его группе ужасно не повезло. Они отправились в Америку слишком поздно и не поспели к посеву, поэтому были вынуждены целый год прожить на припасах, взятых из дому и полученных от коренного населения. Между Уайтом и капитаном его флагманского корабля возник продолжительный, отравляющий отношения конфликт. Они прибыли к Внешним отмелям после многих невзгод, не сумев в ходе путешествия раздобыть критически необходимых припасов пищи и скота. На острове Роанок они нашли только кости 18 оставленных здесь поселенцев. Затем, по непонятным ныне причинам, они решили остаться там, вместо того чтобы отправиться в Чесапикский залив.

Когда их корабль был готов к отплытию, стало очевидно, что для выживания колонии понадобятся дополнительные припасы. Колонисты настаивали на отправке Уайта домой за подмогой. Его дочь родила первого английского ребенка в Америке, Вирджинию Дэйр, поэтому они считали, что у него есть веская причина вернуться. Или же он был настолько никчемным лидером, что от него попросту хотели избавиться. Он отбыл за столь необходимой помощью.

Но события в мире застигли колонию врасплох. Разгорелась война с Испанией. Корабли, построенные Рэли и Уайтом для поддержки колонии, приказом королевы были отправлены атаковать испанцев у Ньюфаундленда. Затем испанцы направили свою Армаду к берегам Англии — это была величайшая морская битва в истории, и для защиты требовалось каждое судно. Мы можем только гадать о том, какая участь постигла бы космическую колонию в подобных обстоятельствах — если бы в момент острой нужды в припасах на Земле разразилась война. Выделил бы президент огромные средства и лучших технических специалистов для поддержки сотни колонистов в разгар всеобщей войны? Елизавета этого не сделала. Уайт прибыл на Роанок лишь спустя три года.

Вернувшись, он обнаружил безлюдный остров. Дома были разобраны и увезены, мощный форт зарос зеленью. Зарытые ценности нашли индейцы. На бревне было вырезано одно слово-подсказка: Кроатоан. Уайт договорился со своим пасынком и остальными о том, что, если им придется куда-то уйти, они вырежут название нового места на дереве. Кроатоан — это песчаный барьерный остров, на котором жило все еще дружественное племя мантео.

До Кроатоана был день пути к югу; сегодня этот остров называется Гаттерас. Но ночью море заволновалось, и кораблям пришлось отойти от берега. Они чуть не разбились в опасных водах у Внешних отмелей. Корабль Уайта пытался вернуться, но Рэли отправил его с корсарами, которым было интереснее нападать на испанские корабли. Они так и не вернулись к Внешним отмелям. Никто не искал колонистов долгие годы, и никто их больше не встречал. Спустя поколение зеленоглазые индейцы Кроатоана рассказали путешественникам о том, что они — потомки колонистов, влившихся в культуру индейцев, и сомневаться в этом нет причин.

Сегодня археологи (в том числе и Эрик Клингельхофер) продолжают поиски затерянной колонии. В 2015 г. Фонд первой колонии Эрика объявил о находке признаков пребывания колонистов в раскопках на материке в 80 км к западу от острова Роанок. Судя по всему, они ушли на север к Чесапикскому заливу. Вероятно, они разделились, чтобы повысить шансы прокормиться малыми группами.

Более поздние колонии, в том числе Джеймстаун в Вирджинии и Плимут в Массачусетсе, выжили. Ключом к этому были информация, география и удача, а для первого поколения колонистов — лишения, обеспечившие более легкую жизнь их наследникам. То же может касаться и космических колонистов.

Можно сказать с уверенностью, что подбор тех, кто отправится в путешествие, будет критически важен. Колонисты должны будут иметь навыки для автономной жизни. Главное, чему научила нас утраченная колония у острова Роанок, — тому, что колонистам нельзя полагаться на снабжение из дома. Им придется выживать самостоятельно, и для этого понадобятся стойкость и ресурсы.

Будущее

Тысяча избранных космических колонистов тренировались в здании в высокогорной пустыне штата Колорадо, вдалеке от поднимающихся морских вод; воздух, которым они дышали, был очищен от радиоактивных осадков и патогенов. Ввиду стремительного роста темпа мировых катастроф миссия, первоначально задуманная как смелый и авантюрный шаг вовне, приобрела новое значение. Миссия колонизации теперь казалась единственным безопасным способом убраться с планеты, выходящей из-под контроля и движущейся к новым темным векам и, возможно, гибели человечества. Тысяча избранных стали видеть друг в друге последних человеческих существ, собрание совершенных людей в одинаковых оранжевых комбинезонах.

Но кое-кто считал иначе. Колония может быть ключом к личному выживанию и способом передать свои драгоценные гены будущим поколениям. Сверхбогатые могли выжить на Земле в замкнутых экосистемах, защищенных от влияния климатических изменений, стихийных бедствий и атомной войны, но они не могли избежать ощущения умирающей надежды в мире, не сумевшем сдержать «своих демонов». Будущее — за Титаном, и самые могущественные люди хотели отправиться именно туда.

Сооружение первого большого корабля для колонистов шло медленно, ведь подобное происходило впервые. Работа замедлилась еще больше из-за случившейся аварии. Пропал корабль снабжения, направлявшийся к Титану, — вероятно, он стал жертвой метеоритного удара. Чтобы не допустить голода среди поселенцев на Титане, все работники Titan Corp. были задействованы в срочной программе строительства запасных кораблей снабжения.

Счета оплачивал консорциум правительств. Titan Corp. владела технологиями и управляла заводами по строительству кораблей; у нее был правительственный заказ на 10 космических лайнеров на 100 колонистов каждый. Но из-за задержек и неуверенности правительства оплатили только первые три корабля.

Один миллиардер, знакомый с исполнительным директором Titan Corp. еще со времен учебы в элитной школе, отвел ее в сторонку в их теннисном клубе. Он предложил купить четвертый космический лайнер по цене, большей, чем платит правительство, пообещав предоплату. Сделка состоялась уже через несколько недель, после ряда секретных встреч.

После объявления Titan Corp. о частной покупке четвертого космолайнера разгорелась аукционная война за следующие шесть запланированных лайнеров. Продав эти, Titan Corp. также продала корабли, строительство которых расписала далеко на будущее. Правительства с их громоздкой международной структурой принятия решений даже не успели встретиться для обсуждения этой проблемы, прежде чем оказалось слишком поздно. В обозримом будущем официальная колония на Титане сможет получить только 300 человек, за которыми последует непонятно сколько частных пассажиров с неизвестными навыками и подготовкой.

Космическая колония задумывалась как цельный и тщательно структурированный проект под управлением правительственных бюрократов. Но новые частные колонисты возражали против централизованного управления и сопротивлялись идее евгенического отбора команды. Под контролем правительства новый мир оказался бы коммунистическим до такой степени, которой не удалось достичь даже тиранам старого доброго XX в. Правительству принадлежало бы все, оно решало бы, кто и где будет жить и работать, и даже решения касательно здоровья и воспроизводства находились бы в его ведении. И там нельзя будет разбогатеть.

Неприемлемо!

Чтобы создать для себя благоприятные возможности, желающие нанимали юристов. Адвокаты обиженного миллиардера отметили, что ни одно земное правительство не имеет права претендовать на владение внеземной колонией из-за Договора 1967 г., в котором утверждалось: «Космическое пространство, включая Луну и другие небесные тела, не подлежит национальному присвоению ни путем провозглашения на них суверенитета, ни путем использования или оккупации, ни любыми другими средствами». Коалиция правительств основала новую колонию, но не могла претендовать на владение ей или на контроль над теми, кто еще туда отправится. Раздробленность международной политической системы исключала возможность внесения поправок к договору.

Но в этом договоре не упоминаются притязания частных лиц на внеземные владения (в 1967 г. никто и думать не мог, что это может стать проблемой). Его положения гласили, что правительство не может владеть другой планетой, но частное лицо, возможно, могло бы. По всему миру главы крупных корпораций осознали, что первые частные компании, прибывшие в колонию, могут претендовать на владение обширными территориями и значительно повлиять на создание местного правительства. Видения космического феодализма пронеслись перед внутренним взором этих до сих пор лишь метафорических хозяев Вселенной. На Земле они могли быть лишь исполнительными директорами, в космосе же они могли стать лордами, баронами и королями!

Но никакие воодушевление и деньги не могли ускорить строительство кораблей. Частные хозяева проводили время за перепланировкой и украшением трехмерных компьютерных моделей интерьеров своих будущих космических лайнеров. Правительственные добровольцы могли рассчитывать только на полет в спартанских условиях; частные корабли создавались для перевозки меньшего числа пассажиров, но в роскоши и с прислугой.

Только супербогачи могли позволить себе путешествовать подобным образом, но группа предпринимателей обнаружила возможность для многих богатых людей отправить в другой мир свое потомство. Они оборудовали корабль баками с жидким азотом для транспортировки 10 000 эмбрионов; его обслуживание возлагалось на сотню половозрелых молодых женщин, согласных исполнять роль суррогатных матерей в обмен на возможность полететь (перевязка маточных труб гарантировала невозможность их беременности с участием собственных генов). Плата за отправку эмбриона зависела от очередности его вынашивания: чем раньше рождение, тем дороже; отправка эмбриона без назначенной даты имплантации была относительно дешевой, но возвратиться к жизни он мог через десятки или даже сотни лет.

Сначала эмбриональную миссию планировали укомплектовать исключительно женским персоналом: среди суррогатных матерей были доктора, медсестры, инженеры и техники. Позже организаторы осознали, что воплотили мужскую мечту: мир, населенный красивыми молодыми женщинами. Цены на немногочисленные места для мужчин «пробили потолок».

Основатели правительственной колонии тайно встретились, чтобы обсудить сложившуюся ситуацию. Они собирались пересмотреть список участников и оборудования для создания меньшей колонии, чем планировалось первоначально — всего около 300 человек, но все же самообеспечиваемой. Но, наблюдая за цирком, который устроили частные покупатели билетов на Титан, они осознали, что правительственная колония не сможет поддержать всех этих дополнительных людей. Если у частных колонистов на Титане закончится еда или припасы, они могут надавить на колонистов правительственных, требуя у них помощи. Впервые в курс обучения колонистов ввели освоение военных навыков, а к грузу трех лайнеров добавилось оружие.

Подобные мысли посещали и частных предпринимателей, но в несколько ином ключе. Что если суррогатные матери откажутся от имплантации, оказавшись в миллиарде километров от Земли? Согласится ли прислуга миллиардеров оставаться прислугой, превосходя своих хозяев числом на далекой космической базе? Без правительства, правовой системы и настоящей экономики земные методы принуждения по большей части будут бессильны. Богач перестанет быть богачом, если работающие на него люди откажутся признавать его привилегированное положение.

Колонисты первой волны с трудом растягивали припасы, дожидаясь прибытия резервного грузового корабля. Зрителей на Земле вдохновляли их сородичи на Титане, которые жертвовали всем ради будущего человечества в холодном, темном мире. В это время вторая волна колонистов готовилась к столкновению и возможным военным действиям.

Стоимость акций новой компании, продающей оружие, способное стрелять в атмосфере Титана, взмыли вверх.

Настоящее

Из современных видов транспорта больше всего на космический лайнер походят быстроходные ударные подводные лодки ВМС США. Они оснащены ядерным реактором и командой примерно из сотни человек обоих полов, а дальность их хода ограничивается в первую очередь запасом продовольствия на борту. Подлодки производят кислород точно так же, как наша колония на Титане: расщепляя воду электролизом. Длина субмарины сравнима с длиной МКС, но подлодка класса «Вирджиния» в 20 раз тяжелее, а ее внутренний объем значительно больше (зато МКС способна двигаться в 400 раз быстрее).

На команде подводной лодки лежит огромная ответственность. Значение компетентности и психологической устойчивости экипажа трудно переоценить. Подлодки стратегического назначения погружаются в океан на 77 дней подряд и соблюдают режим радиомолчания, а ракеты, которыми они вооружены, способны вызвать разрушения невиданных никогда прежде масштабов, вплоть до уничтожения цивилизации. Ударные подводные лодки несут обычное вооружение, но их экипажи тоже работают с атомным реактором, столь же опасным, как и реактор атомной электростанции.

Более 50 лет флот обращается с этими ядерными материалами практически безупречно. Инженеры говорят, что реакторы подводных лодок надежны, так как они производятся серийно, в отличие от атомных электростанций, для которых реакторы изготавливаются штучно. Но подводники считают, что ключом являются подбор команды и дисциплина. Персонал атомной подводной лодки не отличается беспечностью. Все делается строго по инструкции. Их культура основана на той предпосылке, что все, что не разрешено флотским уставом явным образом, — запрещено. Никаких исключений.

«Краеугольным камнем флотской атомной программы является честность, — рассказывает Рик Кэмпбелл, капитан 2-го ранга в отставке, 28 лет отслуживший на подводных лодках, а сегодня пишущий приключенческие романы. — Попавшись на лжи один-единственный раз, ты выбываешь из программы. Сжульничал на экзамене — вон. Когда имеешь дело с атомной энергией, нельзя оставлять место сомнениям в том, что необходимое обслуживание будет выполнено и что оно будет выполнено правильно. Честность — основа всего».

Команды подводных лодок проходят интеллектуальные и психологические тесты. Рик говорит, что психологические проблемы на борту — редкость. Он ни разу не сталкивался со случаями клаустрофобии, а впадать в депрессию молодым людям, бывшим у него в подчинении, было попросту некогда из-за плотного расписания тренировок и обслуживания подлодки. Поведенческие проблемы чаще связаны с тем, что на подлодках служат молодые мужчины: основной состав команды имеет возраст до 20 лет и немного больше, а самым старшим на борту — между 30 и 40. Недавно на подлодках начали служить женщины. Флотские правила межполовых отношений в море просты: никаких отношений и половых контактов.

Вся корреспонденция служащего на стратегической подлодке с баллистическими ракетами просматривается. Офицеры не пропускают плохих новостей вроде смертей или разрывов отношений, чтобы оградить личный состав от беспокойств. Кэмпбелл создал веб-сайт, на котором дает рекомендации по подготовке к выходу на боевую службу. Своей дочери он написал бы сразу пачку писем, которые она постепенно читала бы на протяжении месяцев.

Ударные субмарины несут службу по шесть месяцев кряду, обычно несколько раз заходя в порты за провиантом. Пища — главный ограничитель. Современные атомные подлодки не требуют ни одной перезарядки топливом за все 25 лет службы и теоретически могли бы оставаться под водой десятилетиями, если бы не нужда в пище и запчастях. На самом деле растянуть припасы даже на полгода уже непросто. В интернете ветераны обмениваются рассказами о долгих походах, в которых пища подходила к концу, и им приходилось есть одни блины или дикие сочетания продуктов вроде паста чили с консервированной свеклой.

Питание на подлодках по большей части хорошее по военным меркам, что подчеркивается во флотских агитационных видеороликах. Это проверенное временем средство для поддержания боевого духа. На борту регулярно устраиваются ночи кино и пиццы, команда ест много мяса и свежеиспеченного хлеба и выпечки. Как и у зимующих в Антарктике ученых, середину похода отмечают как праздник: с играми, послаблениями в дисциплине, лобстерами и стейком на ужин.

Ударная субмарина класса «Вирджиния» огромна — 115 м длиной и 10 м в диаметре, но в ней все равно тесно. Команда ходит по трем палубам (или скользит, когда лодка наклоняется при всплытии или погружении). Палубы соединены лестницами. На носу корабля располагаются центральный командный пост, навигационные и штурманские средства и система вооружения. В средней части — каюты экипажа и столовая. Реактор и машинное отделение располагаются в хвосте. Каждая секция занимает примерно треть корабля.

Члены экипажа (за исключением нескольких старших офицеров) спят на трехэтажных кроватях, у которых каждый из этажей формой и размерами напоминает гроб. Под ними есть ряд выдвижных ящиков. Этим личное пространство члена экипажа и ограничивается. На МКС с ее экипажем из шести человек личного пространства предостаточно. В отличие от астронавтов, экипаж атомной подлодки принимает душ и стирает одежду. Астронавты моются влажной мочалкой и носят одну и ту же одежду, пока не придет время ее выбросить. Современные подлодки и МКС оснащены эффективными системами рециркуляции воздуха. Самый запоминающийся запах на подлодке и на космической станции — отсутствие каких-либо запахов, что вносит свой вклад в общую сенсорную депривацию во время путешествия.

На флоте умеют правильно хранить вещи, эту задачу здесь решили задолго до того, как МКС вышла на орбиту и экипаж столкнулся с хронической проблемой потерянных предметов. На подлодке имеется запас деталей, спрятанных в многочисленных ящиках, и используется формальная система их учета. На подлодке есть место для хранения запаса пищи на два-три месяца; длительность похода можно увеличить, забив едой все возможное пространство. Консервами умащивают палубы, укладывая сверху резиновое покрытие для ходьбы. По мере плавания команда съедает их и через какое-то время начинает ходить уже по самой палубе.

На атомном космолайнере под машинные и командные отсеки может понадобиться столько же места, сколько на субмарине, зато он, наверное, может обойтись без торпед и ракет. Тем не менее аппарату, направляющемуся на Титан, понадобится куда больше места под склады, ведь людей придется кормить в несколько раз дольше, и это при условии наличия запасов или возобновляемого источника пищи в пункте назначения. Также в космический аппарат придется погрузить гораздо больше воды. На подлодке воду получают прямо из океана и очищают. На МКС вода используется повторно. Отходы жизнедеятельности астронавтов подвергаются переработке и превращаются в запас питьевой воды, и так раз за разом.

Навыки экипажа тоже будут иными. Рик отмечает, что на субмарине есть медик, но его квалификация ограничивается уходом за ранеными и больными перед их отправкой в больницу. На космолайнере понадобится целая команда медиков, стоматологов и психологов, в том числе запасной персонал, способный подменять коллег в случае их болезни.

Эти два вида аппаратов различаются своим назначением. Ударная подлодка предназначена торпедировать корабли и субмарины, запускать крылатые ракеты по целям на берегу и доставлять отряды спецназа. В мире без войн больших субмарин не существовало бы. Космолайнер не предназначен для боя, но он также не появится в мире без конфликтов. Если мы правы насчет того, что главным побуждением к колонизации космоса будет страх перед будущим Земли, то можно предположить, что человечество, способное к сотрудничеству ради решения своих проблем, окажется свободным от подобного страха.

Страх и конфликты уже мотивировали инвестиции в космическую индустрию. США выделили деньги на полет за пределами земной орбиты только в период напряженного конфликта с Советским Союзом — холодной войны, когда американцы полагали, что технологическое превосходство может помочь избежать уничтожения. Но успехи в космосе еще и вдохновили миллионы и возродили их веру в человечество, вызвав чувство гордости за наш вид и открыв новое понимание нашего места во Вселенной. Можем ли мы построить такое огромное сооружение, как космолайнер, для подобной цели?

10. Зачем отправляться в космос??

«Пионер-10», первый космический аппарат, отправленный во внешнюю часть Солнечной системы, несет на борту металлическую пластину, на котором изображено положение Земли относительно Солнца, несколько научных фактов и обнаженная пара, мужчина и женщина; рука мужчины поднята в приветствии. Идею этого диска Карлу Сагану подал его коллега, а сам он предложил ее сотруднику JPL[91] перед запуском аппарата в 1972 г. Они быстро сделали рисунок, выгравировали его на алюминии в местной мастерской и прикрепили к аппарату, не сообщив начальству. Позже Карл объяснил смысл этого: так как «Пионеру» предстояло покинуть Солнечную систему, кто-нибудь мог обнаружить его и по этому диску узнать, где мы.

Или где мы были. Саган сказал, что вряд ли это произойдет прежде, чем с лица Земли исчезнут любые следы человечества.

«Вероятно, пластина сохранится миллиарды лет, но во тьме межзвездного пространства, — рассказывал он в интервью Би-би-си. — Она будет древнейшим памятником человечеству.»

Эта пластина несет для нас определенный смысл. Знание о том, что наш образ вечно путешествует сквозь космос, обладает духовной силой для многих людей, в том числе и для убежденного атеиста Сагана. Почему же это так важно? Если кто-то обнаружит диск где-то невообразимо далеко в пространстве и времени (что крайне маловероятно), это не будет иметь никакого практического смысла. Но этот диск имеет смысл сегодня для нас. Он заявляет: «Мы здесь. Мы существуем». Это космическое граффити, нестираемая метка, оставленная человечеством. Это сообщение утоляет голод бессмертия — не личного, но хотя бы нашего вида.

Этот голод порождает и желание колонизировать космос. Любую колонию будет населять ничтожный процент от всего человечества. Но эти немногие будут носителями генетической информации, общей для всех нас, — объемистой библиотеки по сравнению с закорючками на одном-единственном диске анодированного алюминия. Космическая колония означает, что мы не вымрем. Человечество не слишком озабочено вымиранием других видов, даже тех, чья ДНК на 99% совпадает с нашей. Но мысль о полном исчезновении нашего собственного вида, о том, что больше не родится ни один человек, у многих из нас пробуждает духовный ужас.

Предотвращение вымирания человечества — это духовная цель. Физическая смерть каждого из нас неизбежна. Продление существования человечества не принесет пользы никому из нас. Конечно, куда разумнее сохранить здоровье Земли с ее бесчисленными экосистемами и видами и все посвятить этому, а не отправке маленькой группы людей на другую планету. В конце концов нас породила Земля; если сохранится ее биосфера, то в ней возникнут новые разумные виды, может быть, даже лучше нашего.

Но это пустые рассуждения. Нас не заботят альтруистические мотивы; если бы они нас заботили, мы бы не меньше пеклись о бонобо и китах. Мы же желаем продолжения нашей собственной истории. В отсутствие загробной жизни это наша лучшая надежда хоть на какое-то бессмертие.

Карл Саган как никто другой умел рассказывать о вдохновляющих сторонах космоса, о духовном его аспекте, при этом строго придерживаясь научных рамок. Он увлекся наукой во времена повального увлечения летающими тарелками в конце 1940-х — начале 1950-х гг., будучи подростком, и всю свою карьеру не терял надежды на контакт с внеземным разумом. Но он же сам развенчивал рассказы о встречах с инопланетянами и нанес сокрушительный удар по шумихе вокруг НЛО в период холодной войны, учредив серьезную научную комиссию по этому вопросу на встрече Американской ассоциации развития науки в 1969 г. Толпа любителей шапочек из фольги сочла Сагана предателем, ведь они держали его за «своего».

Пик влияния Сагана пришелся на 1980 г. — год выхода телесериала «Космос», ставшего международным явлением с сотнями миллионов зрителей и книгой-бестселлером. Его мальчишеская улыбка и воротник водолазки стали культурными иконами, как и его своеобразный голос, восторженно рассказывающий о «миллиардах» звезд, и, самое главное, излучаемая любовь к науке. Целое поколение ученых обязано своими карьерами эмоциональному впечатлению, которое создавал Карл, больше, чем его идеям.

Но порой Карл демонстрировал изрядное высокомерие, рассуждая об убеждениях других людей. После публикации в 1966 г. книги о высокой вероятности существования разумных инопланетян он дал интервью Уолтеру Кронкайту для фильма телеканала Си-би-эс, посвященного НЛО и встречам с инопланетянами.

«Это не наука. Это религия», — сказал Карл, задирая нос и чуть ухмыляясь.

«Когда-то было принято верить в обладающего личностью, благожелательного, всемогущего и всезнающего Бога, который излечивает людей и которому можно молиться. Я думаю, сегодня в это мало кто по-настоящему верит. Наука, к счастью или к сожалению, разрушила традиционную теологию. И тем не менее, как и всегда прежде, людям нужна вера. Может быть, даже больше прежнего, таково уж наше время. Мифы о летающих тарелках — это очень неплохой компромисс».

В то время Карлу был всего 31 год, но он уже умел говорить превосходно выверенными фразами с удачно подобранными прилагательными и благодаря этому навыку мог надиктовывать свои книги и статьи. Его карьерные перспективы были блестящими. В своей диссертации он предсказал, что на Венере очень жарко из-за вышедшего из-под контроля парникового эффекта в атмосфере, состоящей из углекислого газа. Это позволило убедить NASA отправить туда один из первых зондов, и «Маринер-2» подтвердил его предположения, измерив палящую температуру на Венере в 1962 г.[92]

Первая преподавательская работа в Гарварде не принесла Сагану профессорскую кафедру, на что он надеялся. Один из первых его студентов, Дэвид Моррисон, говорил: «Я считал Карла прекрасным преподавателем и был очень рад тому, что он был моим научным руководителем, но я думаю, что, скажем так, традиционный гарвардский люд просто посчитал, что он не годится. Это случается со многими молодыми преподавателями». Дэвид рассказывает, что Карл был шустрее и амбициознее своих коллег, ему нравилось играть с рискованными идеями, к числу которых можно отнести и его увлечение биологией. «Это было совершенно недопустимо. Когда астроном интересуется планетами — это уже достаточно паршиво. Его увлечение жизнью было полным сумасшествием».

При всей любви Карла к большим идеям у него не было терпения прорабатывать их. Это он оставлял своим коллегам. Моррисон, ныне старший научный сотрудник в Исследовательском центре Эймса, рассказал историю о том, как Саган и астроном Фрэнк Дрейк навели гигантский радиотелескоп в Аресибо, Пуэрто-Рико, на далекую галактику в поисках осмысленных сообщений. Это была ранняя версия SETI — программы поиска внеземного разума.

«Они приехали в Аресибо, настроили телескоп и начали наблюдение, все были очень увлечены. В первые два или три часа ничего не произошло. На следующий день тоже ничего не произошло, и Карл уехал. Ему было неинтересно вот так рассиживать и заниматься долгой, медленной работой, пытаться что-то засечь. Он надеялся на то, что сразу будет получен результат, а когда этого не случилось, он был готов заняться чем-то другим».

Некоторые его идеи оказались успешными (не без помощи коллег): например, гипотеза о том, что в атмосфере Титана могут формироваться твердые органические соединения, в том числе углеводороды. Еще Саган предсказывал существование на Титане океана жидкого метана. Океан на Титане не обнаружили, зато нашли моря и озера — Саган почти угадал.

Иные его идеи не сработали, но принесли косвенную пользу. Он добился установки на марсианском спускаемом модуле «Викинг» камеры, которая позволила бы запечатлеть крупных марсиан, появись они поблизости. Марсиане не показывались, но снимки, сделанные «Викингом» и опубликованные в утренних газетах, вдохновили на карьеру ученого одного из авторов этой книги, Аманду, и, вероятно, многих других.

Покинув Гарвард, Карл возглавил крупную лабораторию в Корнеллском университете и стал зарабатывать себе популярность. Не раз Карла на свое вечернее шоу приглашал Джонни Карсон. Карл всегда принимал приглашения Карсона выступить на телевидении, даже если ему приходилось для этого отменять занятия и встречи. К середине 1970-х гг. он стал одним из самых знаменитых американских ученых, его фотография появилась на обложке журнала Newsweek, его статьи печатали в TV Guide, он общался с другими знаменитостями.

С писательницей Энн Друян Саган познакомился на небольшом обеде, устроенном сценаристкой Норой Эфрон. Ни он, ни она не были свободны (у Карла была вторая жена Линда, автор рисунка на пластине «Пионера»), и две пары общались несколько лет. Энн и Карл работали над идеей детской телепередачи о науке. Затем, когда NASA решило поместить сообщение для Вселенной на зондах «Вояджер», Карл нанял Энн в качестве художественного директора этого проекта. По ее словам, их отношения были чисто профессиональными, но она прониклась его научным мировоззрением, и им было свойственно общее чувство духовности научного понимания природы.

Энн, как и Карл, умеет говорить аккуратными фразами.

«Трагедия нашей цивилизации заключается в заблуждении, что если нечто является настоящим в смысле проверяемости и воспроизводимости, то это нечто вдохновляет меньше, чем наши фантазии о Вселенной, — говорит она. — Знаете, в любовных отношениях главный вопрос заключается в том, любите вы человека таким, каков он есть на самом деле, или же любите собственные фантазии, которые на него проецируете? Я думаю, это верно и в более масштабном, философском смысле».

«Вояджеры» были самой вдохновляющей межпланетной миссией всех времен. Запущенная в 1977 г. пара космических аппаратов воспользовалась удачным положением внешних планет и пролетела около Юпитера и Сатурна с их лунами, а затем Урана и Нептуна. Двигаясь быстрее «Пионеров»[93], они превзошли их и по дальности полета. «Вояджер-1» покинул Солнечную систему в 2012 г. и все еще отправляет на Землю данные из космоса за пределами влияния Солнца — из по-настоящему пустого межзвездного пространства.

Золотая грампластинка на «Вояджерах», отправленная вместе с оборудованием и инструкциями по ее проигрыванию, содержит показательные сведения о человеческой культуре, музыку и речь. Есть запись слов президента Картера: «Это подарок с маленького далекого мира, наши звуки, наша наука, наши образы, наша музыка, наши мысли и наши чувства. Мы пытаемся пережить наше время и остаться живыми и в ваши дни. Мы надеемся когда-нибудь, решив стоящие перед нами сегодня проблемы, войти в сообщество галактических цивилизаций. Эта запись — отражение нашей надежды и нашей решимости и нашей доброй воли по отношению к обширной и восхитительной Вселенной».

Энн работала над записью, преисполненная осознанием ответственности, лежащей на ней в связи с выбором самой лучшей в мире музыки, достойной бессмертия. Она позвонила Карлу, чтобы поделиться с ним восторгом по поводу найденной ею подборки древнекитайской музыки, и оставила ему сообщение.

Она вспоминает, как он перезвонил ей и сказал: «Почему ты не оставила это сообщение десять лет назад?»

В ходе этого телефонного разговора они решили пожениться.

Энн рассказывает: «Мы никогда до этого не целовались. Никогда не говорили о личном. Но во время этого телефонного разговора я закричала от радости».

Шла весна 1977 г., космические аппараты готовились к отлету летом. Они решили никому не рассказывать о своей любви, пока не пройдет два дня после запуска. Энн все еще работала над записью. У нее возникла идея записать волны мозговой активности — своей собственной, — и она спросила мнения Карла насчет того, сможет ли другая цивилизация их интерпретировать. Он решил, что это нужно сделать: чего только не произойдет за миллиард лет. И вот Энн лежит на больничной койке, подключенная к электроэнцефалографу, записывающему ее мысли, и сосредотачивается на том, чем хотела поделиться с инопланетянами, если им как-то удастся прочесть эту запись.

«Я рассказывала историю Земли, как мы ее тогда понимали, переходя от геологии и биологии к технологии, рассказывала кое-что из истории нашего вида. Позже были более личные размышления, во многом о произошедшем несколькими днями ранее: мы с Карлом объяснились, зная друг друга уже несколько лет. Меня переполнял окситоцин, я просто купалась в нем, и я надеюсь, что моя радость и восторг настоящей любви навеки запечатлелись в тех записях».

С момента запуска «Вояджеров» Карл и Энн ни разу не расставались. Казалось, для нее он стал лучшим мужем, чем был для первых двух своих жен. Вместе они написали книгу «Космос», и Карл стал ученым с мировой известностью. Но неудачи NASA и экономический спад 1980-х гг. обескураживали его. Он выступал за ядерное разоружение и полагал, что международная марсианская миссия могла бы помочь делу сплочения наций. Энн говорила, что это было бы альтернативным выходом избытка мирового тестостерона. «Он мечтал и о полете на Титан, хотя знал, что это место не очень гостеприимно, а его понимание того, что нас там ждет, оказалось поистине пророческим», — говорит Энн.

Но со временем Карл понял, что экспедиция на Марс обойдется слишком дорого и слишком нескоро оправдает себя в каком-либо практическом плане. Обычные обоснования миссии — научное исследование, развитие технологий, вдохновение молодежи — не оправдают ее высочайшей стоимости. После крушения марсианского плана президента Буша-старшего Саган отказался от этой идеи.

«Любые попытки оправдать ее с точки зрения затрат и результатов обречены на неудачу, — согласился Томас Адамс, молодой ученый из Национальной метеорологической службы США, на форуме Сагана в Вашингтоне в 1993 г. — Во многом все сводится к тяге вовне, во Вселенную, а это нечто неосязаемое. Мне интересно, что вы об этом думаете».

Карл отвечал: «Этот довод в основе своей религиозен, и не все разделяют эту веру. Если вы с детства тянулись к Марсу, если вы всегда хотели там побывать и если вы всегда воображали себе космический полет как очевидную кульминацию человеческого инстинкта первооткрывателя, полагая, что мы, конечно, туда отправимся, то весь этот разговор не имеет смысла и с этим надо смириться. Но этот взгляд не только не всеобщий, он не свойствен большинству людей, и если бы вашим детям недоставало еды, то идея потратить $100 млрд или даже от $300 до $500 млрд на отправку горстки людей на Марс показалась бы вам даже несмешной.

Он отметил, что мы никуда не спешим. Марс и через 100 лет никуда не денется. «Для меня как романтика, в семилетнем возрасте мечтавшего побывать на Марсе, 30, 50 или 100 лет не отвечают моим нуждам. Я, скорее всего, не доживу. Так что у меня есть собственный, личный интерес. Но он не должен затмевать мой ум. Ведь мы говорим о национальной политике, а для национальной политики, как мне кажется, просто недостаточно религиозной жажды отправиться исследовать другие планеты».

На самом деле в запасе у Карла оставалось всего три года. Он умер в 1996 г.

Жизнь Энн по-прежнему тесно связана с его жизнью. Она выиграла награду «Эмми» в 2014 г. за продолжение «Космоса» и работает над художественным фильмом об истории их любви. Она до сих пор иногда выступает на тему записей «Вояджера», несущего отпечаток ее мозговых волн за пределами Солнечной системы. Люди хотят слышать ее, потому что она — в каком-то смысле единственный внеземной колонист. Из всех людей она, возможно, ближе всех к бессмертию.

«Эти два космических аппарата такие же настоящие, как мы с вами, и несутся со скоростью 50 000 км/ч сквозь глубочайшую ночь, — говорит она. — Это так много для меня значит. Это источник утешения для меня со дня смерти Карла — знать, что, как бы я ни страдала, красота той весны 1977 г. будет жить вечно, настолько вечно, насколько это возможно. Это для меня источник удивительной радости. Я все время об этом думаю».

Желание создать внеземную колонию отвечает такой же потребности в вечности. Духовной потребности.

Будущее

В ходе строительства космического корабля, способного перевезти сотню колонистов на Титан, проектировщикам пришлось задуматься о традициях той планеты, которую колонисты оставят позади. Питание пассажиров лайнера, место для сна и бодрствования, машины, обеспечивающие дыхание, питье и удовлетворение физиологических потребностей, — для 18 месяцев путешествия все это предстояло ужать до минимальной массы и объема.

Как пример самодостаточного корабля Titan Corp. изучала подлодки, способные везти сотню людей долгие месяцы. Однако космолайнеру не нужны были обтекаемые формы и цельная замкнутая поверхность, в отличие от субмарины. Он никогда не испытает действие тяготения, так что его форма в космосе не особо важна. Ради упрощения сборки детали производились в разных уголках Земли и соединялись в космосе. В конце путешествия на Титане детали космолайнера можно было повторно использовать для иных целей.

Технически сложные составляющие вроде реактора и ядра Q-двигателя лучше было собирать на Земле. Производство серии одинаковых копий на одном и том же заводе повысило их качество и надежность. Воздействие космической радиации на каждого рабочего приходилось ограничивать несколькими годами, поэтому производства, требующие высококвалифицированного и опытного персонала, располагались на Земле.

Реактор и водородный ускоритель первой ступени располагались в одном модуле; их тяжелые механические узлы были доставлены в космос по частям. Отдельным модулем доставили Q-двигатель. Огромные хрупкие кольца, улавливающие виртуальные частицы, пришлось собирать и монтировать в космосе. Грузовой модуль был доставлен в космос по частям вместе с оборудованием и припасами, которые предстояло в нем везти. Жилой модуль тоже можно было собрать на орбите. Посадочный модуль имел небольшой объем, едва достаточный для доставки 100 пассажиров на поверхность. Каждый модуль стыковался к кораблю на свое место на T-образной структуре, так что их можно было устанавливать или отделять по одному.

Через центр каждого модуля проходила шахта, подобная лифтовой, но в условиях низкого уровня тяжести экипажу и пассажирам не был нужен лифт. Искусственного тяготения, создаваемого Q-двигателем, хватало лишь на то, чтобы тяжелые объекты, в том числе люди, плавно дрейфовали против направления полета. Команда и пассажиры с легкостью могли преодолеть это ускорение прыжком, посылая свои тела в любом направлении.

В корабле негде было насладиться полетами в невесомости. Если вычесть пространство, необходимое для всего остального, то для жизни у колонистов пространства оставалось не больше, чем у членов экипажа подлодки. В каютах размещались по две трехэтажные кровати вроде «гробов» на подлодках с тремя выдвижными ящиками для каждого пассажира.

Среди общих зон были места для приема пищи, для собраний, тренировок и отдыха, но ни в одном из помещений корабля нельзя было комфортно собраться всем вместе. Это могло произойти только во время солнечной тревоги, когда все укрывались в тесноте центральной шахты грузового модуля, и во время спуска в посадочном модуле на поверхность Титана.

На Титане колонистов ждало теплое жилище, построенное первыми 29 астронавтами и роботами. Пластиковое жилое строение и электростанция были уже достаточно крупными для проживания следующей сотни колонистов. От спускаемого модуля новоприбывшим предстоял короткий рейс к жилищу верхом на роботах в сопровождении здешних хозяев.

Грузовой модуль был запрограммирован на совершение автоматической посадки, после которой он становился складом. Космолайнер должен был остаться на орбите вокруг Титана, готовый к новому полету без грузового и спускаемого модуля. Реактор обеспечивал питание на протяжении десятилетий без дозаправки, а Q-двигатель не нуждался в рабочем теле. После начала работ над новым убежищем для следующей группы колонистов лайнер мог отправляться к Земле, управляемый компьютером.

После 18 месяцев полета обратно к Земле лайнеру предстояла подготовка к новому полету — установка новых грузового и посадочного модулей. Путешествие туда и обратно с учетом времени, проведенного на орбите вокруг Титана и затраченного на дооборудование у Земли, занимало четыре года. Если отправлять первые три корабля консорциума раз в год, то эта система позволит доставлять на Титан по сотне колонистов ежегодно. Эта транспортная система могла функционировать до тех пор, пока колония будет способна приютить и прокормить новоприбывших либо пока несчастье не выведет один из лайнеров из строя.

Проект официальной колонии изначально предполагал наличие десяти кораблей. С тремя частично многоразовыми кораблями строительство колонии на Титане должно было занять больше времени. Но частные инвесторы, купившие остальные семь запланированных лайнеров, столкнулись с еще большей проблемой. В официальной колонии их не ждали. Она не была рассчитана на обеспечение свободных колонистов, не обладающих запланированными навыками и не подчиняющихся структуре управления консорциума. История учила, что кораблям нужны капитаны, а колониям — работники, а не нахлебники.

Не имеющим укрытия и электростанции группам частных колонистов было необходимо посадить на Титан жилые отсеки и реакторы своих кораблей и использовать их в качестве жилищ и электростанций. Это означало, что частные космолайнеры погибнут — их возвращение и повторное использование окажутся невозможными. После прибытия частным колонистам должно хватить пищи до тех пор, пока они не построят структуру для ее производства на месте. Снижение числа пассажиров позволит растянуть припасы и увеличить объем груза, но уменьшит и число людей, работающих над строительством колонии.

Те, кто планировал отправиться на Титан самостоятельно — триллионеры, — были вынуждены еще сильнее сократить число пассажирских коек, чтобы обеспечить себе более комфортабельные условия и взять с собой ценности. Для них целевое количество пищи, оборудования и людей давало еще меньший простор для маневра. Им предстояло строить автономную жизнь на Титане наперегонки со временем, пока не закончились невосполнимые запасы.

Более тяжелая загрузка лайнера означала также увеличение времени полета до Титана и рост дозы радиации в пути. Чем тяжелее корабль, тем медленнее он набирает скорость, ведь тягу Q-двигателя нельзя увеличить без полной переработки его конструкции.

На счету был каждый грамм. Экономия достигалась использованием сублимированной пищи (вроде той, что берут в походы). Чтобы пообедать, такую пищу нужно было восстановить водой. Вода перерабатывалась вновь и вновь путем очистки мочи от шлаков и конденсации выдыхаемой и выделяемой кожей влаги. Единственный прием настоящей пищи был запланирован на середину путешествия. Но в конце путешествия праздничного обеда не предвиделось. На Титане лобстеры не водятся.

Если производить собственную пищу на Титане не удастся, то, когда закончатся пакеты с сублимированной пищей, долго не протянешь.

Настоящее

Одно из открытий, сделанных в ходе пилотируемых полетов в космос, заключается в том, что мы не способны отказаться от привычек, даже если от этого зависит наше здоровье. Нам нужна пища, к которой мы привыкли, нам нужно принимать ее вместе с остальными, и мы не можем вечно жить на концентратах. Военным это тоже известно, и войска живут на полевых рационах не дольше 20 дней подряд. После этого обязательно следует покормить людей традиционной пищей.

«Вероятно, вы слышали выражение “проголодаются — съедят и это”, — говорит Грейс Дуглас, ведущий ученый NASA по перспективным пищевым технологиям. — Это верно, но лишь до определенной степени. Если человек достаточно голоден, он будет есть, но в объеме, недостаточном для поддержания формы. Это может повлиять на производительность и сообразительность, а со временем и на здоровье».

Ученым, занимающимся питанием астронавтов, приходится выполнять противоречивые требования. Грейс и ее команда, подбирая желанную для астронавтов пищу, также стараются уменьшить ее массу, продлить срок хранения, упростить приготовление и, конечно же, удовлетворить требованиям питательности. Со времен «Аполлонов» эти требования выполнялись, но астронавты теряли в весе, так как пропускали приемы пищи из-за того, что им не нравилась еда, ее однообразие или же то, как она была упакована.

Астронавты на МКС питаются лучше. Нынешнее меню содержит узнаваемую и весьма разнообразную пищу. Члены команды из США берут еду из кладовой, содержащей двести рационов восьми категорий — завтраки, овощи и супы, мясо и т.д., и из девяти контейнеров, основанных на их личных предпочтениях (у русских на станции своя еда). Такая система позволяет увериться в том, что каждый член команды может выбрать любимую еду из широкого ассортимента и питается сбалансированно.

Астронавты пьют порошковый апельсиновый сок с витамином C, но в основном едят то же, что и взрослые, ведущие обычную жизнь на Земле. Креветка для астронавта на МКС выглядит и пахнет, как обычная креветка. NASA делает консервы из креветок и многого другого, только не в банках, а в мягких пакетах. Готовясь поесть, астронавты подогревают порционный пакет в специальном кондуктивном нагревателе размером с чемоданчик (по сути, в печи), вскрывают его и едят содержимое вилкой. В ходе обработки контролируется вязкость пищи, чтобы предотвратить выбросы жидкости в невесомости. Сублимированная еда восстанавливается в другой установке, впрыскивающей нужное количество воды, разогретой до необходимой температуры.

На МКС есть стол, за которым астронавты едят вместе; Грейс говорит, что это чрезвычайно важно в психологическом и социальном смысле, что это косвенная поддержка здоровья и диеты. Стулья в невесомости не нужны. Стол оборудован липучками, к которым можно прилепить продукты. Пока что эта система работает. При суточной диете в 3000 калорий и режиме упражнений два часа в день многие астронавты не теряют в весе и мышечной массе.

Но Грейс говорит, что полет далеко и надолго (например, на пресловутый Марс) по-прежнему остается нерешенной исследовательской задачей. Используемая на МКС пища хранится недостаточно долго, не более трех лет с даты ее производства. Пища для марсианской миссии должна храниться пять лет, и ее необходимо доставить туда заранее. Мало что из нынешнего успешного меню NASA останется аппетитным в течение такого срока и сохранит изначальную питательную ценность. Исследования показывают, что пять лет могут храниться некоторые виды мяса, но многие консервированные продукты за это время становятся никуда не годными.

«Некоторые питательные вещества после консервации продолжают разрушаться с прежней скоростью, а то и быстрее, — говорит Грейс. — С витамином C всегда были сложности. Мореплаватели болели цингой и даже умирали от нее. Проблема с питанием в том, что нехватка одного питательного компонента может привести к катастрофе».

Идея научно-фантастической литературы о питании таблетками или искусственной едой имеет серьезные недостатки, даже если люди и станут такое есть. Грейс Дуглас говорит, что в свежей, цельной пище содержатся тысячи биологически активных составляющих, взаимодействующих с кишечной флорой — уникальной экосистемой бактерий, живущей в каждом человеке — и приносящих пользу, до сих пор не до конца изученную. Мы не знаем, как сделать питательную таблетку, содержащую все важные соединения, которые есть в свежей пище, и как добиться устойчивости соединений в пище, чтобы хранить ее годами. Наш кишечник — предмет изучения передовой науки, до которой NASA далеко. Мы даже не все важные соединения знаем.

Для того чтобы добраться до Марса или Титана, нам понадобятся более компактные и легкие припасы; возможно, астронавтам придется чаще питаться переработанной пищей и реже — чем-то вроде креветок с МКС. При использовании системы питания МКС в 1095-суточной миссии на Марс экипаж из шестерых астронавтов потребит более 12 000 кг пищи объемом более 41 м^3. В рамках разработки капсулы «Орион» NASA выдвинуло команде Грейс, отвечающей за пищевые исследования, требование сократить массу пищи так, чтобы марсианскую миссию можно было провести без дополнительного снабжения.

Эти проблемы можно было бы решить выращиванием еды на Марсе, но эта идея неосуществима на практике для большинства продуктов. NASA не отказалось от идеи небольшого огорода для выращивания латука и прочего в том же духе; еженедельный сбор урожая для салатов дает ощущение благополучия и имеет скорее психологический, чем диетологический смысл. Но биорегенеративное производство пищи (как NASA называет садоводство) — дело слишком сложное, рискованное и кропотливое, чтобы обеспечить астронавтов достаточным количеством пищи.

Пример «Биосферы-2» показал, как трудно вырастить достаточное количество пищи в замкнутой системе. Ее обитатели едва выживали, выращивая еду в идеальных условиях земной освещенности, более чем вдвое превышающей марсианскую, подключенные к электросети Аризоны и имевшие возможность легко прекратить эксперимент, если что-то пойдет не так. В космосе один-единственный неурожай зерна влечет за собой голодную смерть. Еще Грейс говорит, что садоводство в космосе будет куда сложнее, ведь каждая составляющая системы должна быть идеально уравновешенной и самодостаточной, без малейших погрешностей. Вдобавок в большом замкнутом пространстве для выращивания растений и субстрата для их корней понадобится обширная механическая инфраструктура обработки газов, воды, отходов, хранения и перевозки материалов, и наконец повторного использования всего.

Все это мы делаем на нашем нынешнем «корабле», планете Земля, но здесь есть гигантские буферы в виде атмосферы, почвы и круговорота воды, которые временно компенсируют дисбалансы нашей неустойчивой системы. Сельское хозяйство и производство пищи требуют чудовищных объемов невосполняемого ископаемого топлива, и это только один из факторов. Атмосфера и океан поглощают углерод, выделяющийся при сжигании этого топлива. Их обширные возможности в качестве буфера дали нам в долг целое столетие.

Другая трудность с выращиванием пищи — потребность в человеческом труде. Благодаря технологиям и значительному удешевлению производства за счет его массовости меньше 2% американцев производят пищу для всех жителей США и даже на экспорт. Это производство столь эффективно, что североамериканцы могут позволить портиться от 40 до 50% собираемой пищи (именно столько пищи пропадает, согласно исследованию Аризонского университета, проведенному в 2004 г.). Большей частью это происходит на кухнях. Еда так дешева, что домохозяйки совершенно не беспокоятся, если портятся продукты. В мире же около трети работников — более 1 млрд человек — фермеры, а в Южной Африке и на юге Азии на сельское хозяйство приходится более половины рабочих мест.

Марсианская миссия из шести человек не будет располагать преимуществами экономики, основанной на масштабах производства. Астронавты будут жить земледелием, подобно земным фермерам. Помимо работы по выращиванию пищи ее приготовление займет, по подсчетам команды Грейс, от 6,5 до 7,5 часа в день. Выращенная пища потребует обработки (перемалывания зерна в муку, соевых бобов — в тофу), готовки, сервировки и уборки после еды. Астронавты на МКС, прилагая ради пропитания минимальные усилия, тратят большую часть своего времени на здоровье, поддержание систем в рабочем состоянии и дела по хозяйству, а на науку и прочие задачи, не связанные с выживанием, остается всего около 13 часов в неделю. Если у марсианской миссии будут цели помимо чисто символических («Мы это сделали!»), то астронавты не смогут позволить себе тратить все свое время на выращивание и переработку продуктов.

Осуществление научной марсианской миссии упирается не в питание (мы уже видели, что главным препятствием будут вопросы здоровья команды, если только мы не найдем способа добраться туда быстрее). Технологические вопросы питания решаемы; со временем Грейс Дуглас и ее коллеги-ученые отыщут способ производить вкусную, питательную и легкую пищу со сроком годности пять лет. Подобная система поможет доставить колонистов на Титан.

Но, как только колонисты обоснуются на Титане, им понадобится собственное самостоятельное и надежное пищевое производство. Они столкнутся с более острым вариантом основной проблемы на Земле: сложностью производства калорий в количестве, достаточном для всеобщего пропитания. Сегодня люди используют около 25% потенциальной растительности планеты, так называемой чистой первичной продукции (ЧПП), а в густонаселенных районах вроде Южной Азии — значительно больше. Мы подошли к пределу и нуждаемся в технологическом прорыве.

В тех частях мира, где в основе лежит натуральное хозяйство, впроголодь живут сотни миллионов людей. По оценкам Всемирной продовольственной программы, каждому девятому человеку Земли недостает пищи для ведения здоровой жизни, но причина этого не в нехватке пищи в мире. Беднейшие остаются слишком бедными и не могут получить необходимую им пищу из-за экономики, политики и невезения. Чтобы накормить всех без исключения, нужно до смешного мало. По оценкам той же Программы, чтобы накормить всех голодающих детей школьного возраста, понадобится около $3,2 млрд в год — совсем немного по меркам США. Столько Конгресс ежегодно выделяет на эксплуатацию МКС.

Пятьдесят лет назад ожидалось, что сегодня положение окажется куда хуже, чем оно есть. В конце 1960-х гг. ученые и писатели вроде Пола Эрлиха, автора «Популяционной бомбы» (The Population Bomb), предсказывали наступление апокалиптического массового голода в развивающихся странах уже в 1970-е гг. Предсказание о росте населения сбылось, его численность выросла с 3,5 млрд в 1968 г. до 7 млрд в 2011 г., однако голода не наступило. Люди производили больше пищи благодаря синтетическим удобрениям, пестицидам, ирригации и высокопродуктивным культурам.

Зеленая революция тех лет принесла в развивающиеся страны интенсивное земледелие, породив неимоверный прирост в выращивании зерновых и дав перенаселенным землям вроде Индии самодостаточность. За 100 лет использование ЧПП нашим видом удвоилось, население же выросло вчетверо, а объем производства — в 17 раз; нам по-прежнему хватает пищи. Технологии — это потрясающе. Но мы заплатили за это снижением биоразнообразия и устойчивости биосферы. Без ископаемого топлива, забора воды и разрушения первозданных экосистем нынешняя система не выживет. Она основана на потреблении конечных ресурсов и похожа на космический корабль, на котором заканчиваются сублимированные продукты.

На Земле мы живем в замкнутой системе и зависим от роста эффективности производства пищи, поскольку планета и ее ресурсы не растут. На Титане ситуация будет похожей, но еще более ненадежной. Урожайные площади будут ограничены теми, что могут быть заключены внутри отопляемых пластиковых жилищ. ЧПП будет ограничиваться объемами электрического освещения. Можно вообразить себе строительство на Титане теплиц, в сотни раз более крупных, чем «Биосфера-2», в которых сотня фермеров ведет натуральное хозяйство, подобное земному, но это была бы странная космическая колонизация в стиле ретро с высокой вероятностью провала и малыми возможностями роста.

И на Земле, и на Титане нам будет нужна новая революция в пищевой промышленности, такая, которая избавит нас от растущего использования ограниченных ресурсов.

Согласно данным ООН, каждые 12 лет население Земли вырастает на 1 млрд. Предполагается, что рост продолжится до 2100 г. вплоть до отметки 11,2 млрд человек (и будет происходить почти исключительно в Африке, а на остальных континентах численность населения останется стабильной или будет сокращаться). В ходе Зеленой революции объем сельскохозяйственного производства вырос более чем вдвое менее чем за 50 лет, удовлетворив потребности растущего населения. Но меры по повышению эффективности времен Зеленой революции достигли потолка, и не оттого, что фермеры используют недостаточно удобрений. С экологической точки зрения мировое сельское хозяйство в целом оптимизировало удовлетворение потребностей в растительных культурах, и добавление питательных веществ и воды, обработка семян и уничтожение конкурирующих с ними организмов (сорняков и насекомых) уже не дадут серьезных улучшений.

Для того чтобы установить новые пределы производства пищи на Земле или на Титане, придется культивировать некий совершенно новый организм.

Будущее

После принятия решения о смене названия первого космолайнера консорциум правительств, поддерживающих проект колонии, так и не утвердил нового названия. Но новостным СМИ нужно было как-то его именовать. Они стали прибегать к формулировке «Космолайнер, ранее известный как “Мэйфлауэр”». Она прижилась, но английская фраза Spaceliner Formerly Known as Mayflower была слишком длинной, поэтому распространилось его сокращенное название — SLFKAM, произносимое как Self-Cam. Публике было, в общем-то, все равно. Проект колонии перестал быть горячей темой.

Волнениям и надеждам, окружающим колонию, нанесли серьезный удар миллиардеры, скупившие большинство кораблей. На протяжении своей истории народ Америки терпимо относился к крайнему неравенству доходов, потому что многие представители среднего класса надеялись разбогатеть. Но они почувствовали себя иначе, увидев, что богачи собрались избежать вызванной ими природной катастрофы — удрать в частные анклавы и улететь на космических кораблях. Стала популярной история об Эре прогресса начала XX в., когда средний класс восстал против баронов Позолоченного века, регламентировал эксплуатацию ими природных ресурсов и рабочей силы и обложил их непомерные состояния налогами. С приближением отбытия SLFKAM и ухудшением положения на Земле обида на богачей возрастала.

Землю предстояло покинуть лишь горстке избранных, все остальные должны были остаться. Каков истинный смысл отправки нескольких сотен человек во внешнюю Солнечную систему, когда миллионы умирают от жары, голода, войн, бурь и наводнений, что наводило на мысли о последних временах? Предыдущее поколение, видимо, считало это решением проблемы. Теперь в это было трудно поверить.

У пятого космолайнера название все-таки было — ExxonMobil Titan. Деловая пресса превозносила приобретение лайнера как очередной блестящий ход этой компании, успешно лавирующей в условиях меняющегося климата. Ее историю, пересказываемую на страницах деловых учебников, знал каждый: в течение десятилетий Exxon спонсировала тех, кто отрицал климатические изменения, пользуясь при этом «для внутреннего употребления» прогнозами глобального потепления при планировании своих начинаний в тающей Арктике. Сея смятение, она извлекала прибыль и из продажи продукции, меняющей климат, и из вызванных ею изменений климата.

Придерживаясь этой стратегии успеха, руководители компании построили для себя хорошо защищенное жилище в Скалистых горах. Дружественные конгрессмены протолкнули закон, позволяющий Exxon иметь частную армию с тяжелым вооружением для охраны своей горной крепости. В зале заседаний совета директоров команда управляющих планировала собственную колонию на Титане — нефтегазовый комплекс, основу следующего этапа корпоративного роста. Получение собственности на Титане означало контроль управления над обширными запасами углеводородов и умножение эксплуатационных запасов на балансе ExxonMobil. Конечно, это топливо нельзя было поставить на Землю. Это был бухгалтерский трюк: новый ресурс будет состоять на учете, где бы он ни был на самом деле.

За обсуждением последовала презентация на тему бизнес-рисков. Аналитик показывал слайды, изображающие последствия распада мировой экономики для стоимости акций ExxonMobil. Директора начали мозговой штурм в поисках решения. Купить золото и свезти его в крепость? Нет, в ходе полного распада общества золото может потерять свою ценность. Запастись водой и товарами? Нет, слишком много понадобится места, чтобы конвертировать в них обширное богатство компании.

Построить еще корабли и отправить активы в космос?

Наступила тишина, директора смотрели друг на друга. Никто не хотел лететь на темный и холодный Титан. Там нельзя играть в гольф. Они все просчитали — мяч просто не будет лететь как нужно.

По мере приближения старта SLFKAM комментаторы стали разбирать с горькой иронией непреднамеренный смысл этого названия. Если сам проект колонии все более связывался с провалом человечества, то Self-Cam можно было воспринимать как камеру для селфи рушащейся цивилизации. Он стал символом крайнего богатства и особых привилегий, той самости, которая и привела в первую очередь к кризису.

Директора Titan Corp. видели, как общественная поддержка ускользает из их рук, и были рады тому, что уже получили оплату за десять космолайнеров, строительство которых на годы загрузило работой космические доки. Но и чувства остальных им были не чужды. Они ведь тоже застряли на Земле. Если жизнь станет хуже, если будет все больше миграций и конфликтов, если система по-настоящему сломается, то где им тратить заработанные деньги?

Президент не сразу понял чувства публики. Он не видел жизни иной, чем при климатическом кризисе. Он вырос с ощущением его неизбежности и видел в проекте колонии маяк надежды, как и миллионы других людей. Но с приближением отбытия SLFKAM коллеги посоветовали ему отказаться от возможности произнести прощальную речь перед колонистами. Опросы показывали, что большинство людей возмущались колонистами и тем, что они могут оставить проблемы мира позади. Демонстрировать связь с ними было политически невыгодно. Президенту не понравилось то ощущение пустоты, которое у него возникло, когда он выслушал эту рекомендацию.

Ночью он в одиночестве смотрел из окна на темные океанские волны, бьющиеся вокруг Белого дома, перемещенного в район Тенлейтаун округа Колумбия, находящегося на возвышенности. Он думал о состоянии, в которое пришел мир. В горах вблизи Пекина президента Китая одолевали похожие думы. Халиф Ближнего Востока и Северной Африки в своем дамасском дворце также размышлял о конфликте и природных катаклизмах, выжимающих остатки жизни из планеты и населяющих ее народов.

Началось обсуждение. Сначала лидеры решили придать символичность моменту отбытия SLFKAM. Они встретятся, чтобы попрощаться с ним. Но не в космическом доке, откуда он должен был отбывать, а в другом символическом месте.

Это событие породило тот отклик, которого они желали. Мир был потрясен видом сильнейших, прежде враждебных друг к другу лидеров, стоящих вместе на палубе корабля в Нью-Йоркской бухте напротив статуи Свободы, стоящей по пояс в воде. Зрители никогда прежде не видели настолько важных персон под открытым небом.

Но следует упомянуть один культурный процесс, начавшийся гораздо раньше. Сообщество артистов, писателей, ученых и общественных активистов образовали сеть, пересекающую границы. По «подземным железным дорогам» северян мигранты перебирались в более холодные области[94]. Африканские предприниматели, владельцы ферм солнечных батарей, перекачивающих океанские воды в пустыню, собирали онлайн-пожертвования. В построенных ими резервуарах быстро рос урожай водорослей, идущих на биотопливо и корм для животных. Там, где были лагеря для голодающих, люди в кондиционируемых солнечной энергией амбарах обрабатывали растения, производя пищу и энергию на продажу.

Новая сельскохозяйственная революция произошла с появлением вида стремительно растущих водорослей, которые оказалось возможным использовать в разных целях. Зеленая жижа перерабатывала интенсивное солнечное освещение в энергию и пищу, поглощая из воздуха углекислый газ. Фермеры ухаживали за ней по ночам, избегая убийственной жары. Они усердно трудились, и с африканских водорослевых ферм начались экономические изменения.

Политические лидеры ухватились за возможность исторических свершений. Проведя несколько конференций, они согласились урезать финансирование военных операций и начать вкладываться в проекты, защищающие беднейшие страны мира от худших сторон изменения климата. Они не были уверены в популярности этого решения у себя дома, но подписали соглашения по прекращению использования невозобновляемых видов топлива. Никто не верил в то, что война закончится, ведь никто не помнил мира без войны, но новые настроения снизили напряженность конфликта. Молодежь оживленно играла на мировых рынках, радуясь переменам. Рекрутеры повстанцев, через социальные сети привлекающие «пушечное мясо» на поле боя, обнаружили, что поток наивных молодых бойцов иссякает. Война попросту вышла из моды.

Колонисты на борту SLFKAM, покидающего окрестности Земли со все возрастающей скоростью, следили за этими событиями со смешанными чувствами. Их проводили без героической помпезности, в отличие от предыдущих команд, отбывающих на Титан. Теперь они смотрели на обнадеживающие перемены на Земле отстраненно, как ветераны холодной войны на падение Берлинской стены. Конечно, они были рады, но вдруг почувствовали себя как бы менее значимыми. Они считали себя главными героями истории, а оказались всего одной из ее составляющих.

Расстояние до Земли возрастало, и смотреть интернет-видео становилось все труднее. Из-за задержки сигнала загрузка видеороликов шла медленно и часто прерывалась (интернету необходима быстрая двусторонняя связь для проверки ошибок загрузки). Пассажиры скачивали видео и обменивались ими между собой, чтобы сократить время ожидания.

Как-то за обедом трое колонистов смотрели видео на планшете: огромная процессия шла по улицам Боулдера, Колорадо, ставшего одним из крупнейших городов США после того, как многие жители побережий мигрировали в населенные пункты на возвышенностях. Протестующие требовали ускорить изменения: мир и разоружение, усиление помощи мигрантам и повышение налогов для богачей и корпораций, чтобы заставить их выйти из своих цитаделей и поделиться ресурсами с остальными.

«Слишком поздно, — сказал один из зрителей, робототехник. — Случись это лет 30 назад — у Земли был бы шанс».

«Может и нет, — ответил инженер-ядерщик. — Пока общество держится вместе, люди найдут дорогу, будут пользоваться технологиями, решать проблемы. Жизнь может оставаться паршивой десятилетиями, веками, но пока люди не уничтожили себя, они имеют шанс выжить».

«Да мы все равно не из-за этого летим, — высказался руководитель строительства. — Мы — первопроходцы. Что бы ни происходило на Земле, мы летим узнать, что ждет нас дальше. Что ждет человечество. Теперь наш мир — там. То, что происходит на Земле, больше не имеет значения».

Путешествие продолжалось, новостей становилось все меньше. Связь замедлилась настолько, что мало кто вообще скачивал ролики. Пассажиры чаще развлекались просмотром кинофильмов из огромного каталога на борту корабля, чем устаревшими новостями, пока еще кочующими по кораблю. Они стали меньше думать о том, что происходило вне лайнера. На борту была сотня человек — полноценное сообщество, здесь было достаточно парочек и конфликтов, о которых можно посплетничать, и умы будущих колонистов были поглощены техническими задачами и необходимостью занимать себя и поддерживать бодрое настроение, несмотря на тесноту. Поступающие с Титана сообщения привлекали куда большее внимание, нежели передачи с Земли.

Земля исчезла в «зеркале заднего вида», да и земляне уже не думали о колонистах.

Настоящее

Серьезные исследования наихудшего сценария климатических изменений начались не сразу, на это ушло более века. Сванте Аррениус первым предсказал глобальное потепление из-за парникового эффекта в связи с выбросами углекислого газа еще в 1890-х гг. Предсказания потепления, показанные климатической моделью, запущенной на одном из первых компьютеров в 1960-х гг., и более сложной трехмерной моделью 1970-х гг., оказались весьма точными. Ученые компании Exxon сообщили своему менеджменту об этой проблеме в 1977 г. Широкая публика была поставлена в известность к середине 1980-х гг., а первое международное соглашение по сокращению выбросов углекислого газа — «Киотский протокол» — было подписано в 1997 г. Результатов оно не принесло.

Лишь в 2010 г. двое ученых просчитали сценарий наихудшего развития событий. Они приложили результаты моделирования к хорошо известным данным о том, какую жару могут выдержать млекопитающие, в том числе люди, и сделать это было проще, чем может показаться на первый взгляд. Стивен Шервуд и Мэтью Хьюбер выяснили, что после сжигания всего объема доступного ископаемого топлива те области Земли, где ныне живет большинство людей, станут слишком жаркими для выживания млекопитающих. Вероятно, хватит сжигания даже половины этого объема.

Но апокалиптические картины рисовались и задолго до этого. Примерно одновременно с исследованиями о млекопитающих и человеке были опубликованы работы Дэвида Баттисти и его коллег о посевных культурах. Авторы, исходя из наиболее вероятных сценариев, а не экстремальных, показали, что к 2100 г. в тропиках почти наверняка будет все время теплее, чем бывает сейчас в самые жаркие годы. А ведь уже сейчас в такие годы происходят огромные потери урожая и массовая гибель людей от жары.

Хьюбер из Университета Пердью недавно рассуждал об этом на конференции в Стогкольме, где представлял работу, в которой показывал, что половина Земли станет необитаемой.

«Я произнес свою обычную речь о том, как вымрут люди и млекопитающие, — сказал Мэтт. — Сразу за мной выступил Дейв Баттисти из Университета Вашингтона. Он сказал: “Не переживайте о вымирании млекопитающих в 2300 г. от жары: мы вымрем гораздо раньше из-за гибели растениеводства, животным будет нечего есть”. Мне это заявление показалось вполне обоснованным.

Я называю это четырьмя всадниками апокалипсиса. Все не просто упадут замертво, нет. Будут голод, мор, война, разнообразные конфликты и распад цивилизованного общества… Плохие люди будут плохо поступать с хорошими людьми, пока хороших не останется вовсе. Что-то вроде “Безумного Макса”[95]».

Он оценивает вероятность сценария «Безумный Макс» в 10%. Достижение такого уровня углекислоты в атмосфере возможно только при условии продолжения выбросов в прежних масштабах в течение еще полувека. Если учесть, что мы знаем о проблеме и не сокращаем выбросы уже 30 или 40 лет, то вообразить такой исход нетрудно.

«Потребуются десятилетия, чтобы обречь нас на этот сценарий, — говорит Мэтт. — Если мы пойдем по другому пути, то, я убежден, мы сможем этого избежать».

Но выберем ли мы другой путь? Тут догадки ученых ничем не лучше наших с вами. Главным источником неопределенности в области изменений климата остаются человеческие решения, а не физическая реакция самого климата. Уровень точности физических предсказаний многие годы превышает уровень, необходимый для принятия принципиальных решений, таких как выбор экономической политики или решение судебных дел. Но прогноз человеческого фактора в снижении выбросов углекислого газа зависит от политики и общественной психологии, которые постоянно преподносят сюрпризы лучшим экспертам.

Мы уже допустили многие необратимые изменения, не предприняв никаких мер. Производимые нами выбросы углекислого газа остаются в атмосфере навсегда, во всяком случае, по человеческим временным масштабам. Концентрация атмосферного CO_2 повысилась от 280 частей на миллион в доиндустриальную эпоху примерно до 400 частей на миллион сегодня и растет на 2 части на миллион в год. Мы видим многие вредные последствия этого — тающие ледники, исчезающий морской лед, участившиеся засухи, периоды сильной жары и пожары, усилившиеся шторма, ускоренный рост уровня моря, сдвиг сельскохозяйственных сезонов и сред обитания и т.д. Последствия приходят с отставанием от выбросов, так что более суровые изменения уже неизбежны.

Но есть и надежда: все нации, участвующие в выбросах углеводородов, пообещали сократить выбросы на встрече в Париже в декабре 2015 г.; подобного еще не происходило. Этого недостаточно, но впервые весь мир стал двигаться в одном направлении.

Сокращение выбросов углекислого газа зависит от мира между народами. Изменения климата могут стать сильнейшим толчком к войне. Наука обнаружила множество положительных обратных связей, из-за которых потепление приводит к еще большему потеплению, но социальная связь углеводородных выбросов и конфликтов может оказаться самой сильной.

Колонизация космоса тоже связана с вопросами климата на разных уровнях. На очевидном уровне снижающаяся пригодность Земли к обитаемости влияет на желание ее покинуть. Но углерод и колонизация связаны также посредством технологий. Технологические прорывы, делающие колонизацию возможной, могут оказаться полезными и в деле спасения климата.

Колонистам на Титане понадобится более эффективный фотосинтез. В отсутствие достаточного солнечного света они будут получать калории из организмов, выращенных при электрическом освещении. Мы уже видели, что производство пищи в условиях самообеспечения — задача крайне сложная даже при естественном освещении, что уж говорить об искусственном. При скорости преобразования энергии света в пищу, характерной для фотосинтеза, требуемые площади и энергозатраты в закрытой колонии будут огромными.

Человечеству на Земле тоже нужен более эффективный фотосинтез. Мы почти достигли пределов Зеленой революции. Без новых скачков производительности Земля может оказаться слишком маленькой для того, чтобы прокормить всех той пищей, к которой мы привыкли. Нам также нужен новый вид топлива. Нефть для транспорта, особенно авиации, необходимо заменить углеродно-нейтральными жидкими топливами высокой энергетической плотности (самолеты на солнечной энергии возможны, но только в узких сферах использования). В солнечном свете, освещающем Землю, достаточно энергии, чтобы питать все наши автомобили и самолеты и кормить нас, но только если мы найдем способ более эффективно его собирать и преобразовывать в жидкую или твердую форму.

Солнечные батареи уже собирают энергию солнечного света гораздо эффективнее растений. Фотоны, падающие на кремний, выбивают электроны и создают электрический ток. Панели, которые можно купить для установки на крыше, дают впечатляющую эффективность от 13 до 20% — именно такая доля солнечной энергии, падающей на фотоэлемент, преобразуется в электрический ток. Благодаря своей эффективности солнечные батареи уже могут соревноваться с электрической сетью[96], но они не производят топлива. (К этому результату приближается разработка Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли, использующая солнечную энергию для производства электролизом водорода, который затем скармливается бактериям, соединяющим его с углекислым газом и производящим метан.)

Процесс создания топлива в листьях и водорослях гораздо сложнее и отличается от вида к виду и от местообитания к местообитанию. Фотосинтез возник в ходе эволюции и оказался ключевым фактором. Ни один человек не нашел лучшего способа производить твердое топливо из солнечного света и атмосферного углекислого газа. Роберт Бланкеншип, профессор биологии и химии из Университета Вашингтона в Сент-Луисе, пытался разобраться в химии фотосинтеза с 1970-х гг., когда учился в аспирантуре, и до сих пор не выведал всех секретов растений.

Благодаря фотонам атомы углерода и водорода соединяются в молекулы сахаров — основного стройматериала биосферы, способного хранить энергию миллионы лет в виде ископаемого топлива. При разрыве этих химических связей, например сжигании органических материалов, их переваривании или гниении, энергия высвобождается. Эта система питает почти всю жизнь на Земле, улавливая в целом менее 1% солнечного света, падающего на растения. Этот 1% до сих пор оказывался достаточен благодаря тому, что Земля велика, а Солнце светит ярко. Растения придают планете зеленую окраску и при этом теряют более 99% получаемого ими солнечного света.

Бланкеншип и прочие исследователи этой области определили ряд энергопотерь в химии фотосинтеза растений. Яркий свет может вызывать сбои в химии растений, поэтому листья сбрасывают излишки энергии в жаркий полдень. Фотосинтез основан на связывании атомов углерода энзимом под названием рибулозобисфосфаткарбоксилаза (рубиско), который реагирует и с кислородом, что приводит к потере большей части энергии, получаемой растением. Также к потерям энергии приводят способ транспортировки CO_2 из клетки в клетку, использование ими света разной длины волны и другие процессы, понятные только химикам.

Эволюция не создает совершенных организмов. Она создает виды, которые достаточно хороши для размножения. Фотосинтез далеко не совершенен, поскольку успех воспроизводства растения определяется не только эффективностью захвата и хранения энергии, но и другими факторами. Например, растение, которое способно к фотосинтезу при слабом освещении и сбрасывает излишки энергии в полдень, получает преимущество в густом лесу или на лугу. Энзим рубиско мог развиться во времена, когда кислорода на Земле было мало, и он ничего не стоил системе фотосинтеза. Большую часть времени растения сталкиваются не с пределами энергоэффективности, а с другими препятствиями вроде недостатка воды и питательных веществ, физическими факторами вроде ветра, наводнений, жары, причиняющих ущерб, или соревнуются с конкурирующими организмами.

Но искусственный отбор, биотехнологии и Зеленая революция устранили эти ограничения. Посевные растения обычно получают достаточно питательных веществ и воды. Скрещивание и генная инженерия позволили создать виды, устойчивые к засухам и наводнениям. Фермеры уничтожают конкурирующие сорняки и паразитов. Растения не могут стать значительно лучше без более совершенного фотосинтеза. Но, преодолев этот последний барьер, мы получим огромный прирост в производстве пищи. Роберт Бланкеншип говорит, что ждать осталось не так уж долго.

«Можно легко удвоить или утроить эффективность фотосинтеза против нынешней. Наверное, эта оценка даже слишком консервативна, — говорит он. — Удвоив или утроив эффективность фотосинтеза, вы удваиваете или утраиваете урожай, что чрезвычайно важно. Это будет вторая Зеленая революция, если не больше».

Работая с химией живых организмов, мы, возможно, повысим эффективность фотосинтеза до 12% — это теоретический предел, вычисленный Робертом и его коллегами с учетом проблем, решить которые невозможно (например, свет неизбежно отражается от листа растения). Для космической колонии такая технология позволит использовать растения, требующие на 90% меньше места и света. Эта разница может оказаться решающей в смысле практичности постоянного проживания за пределами Земли.

Но такое эффективное растение нельзя создать традиционной селекцией. Чтобы возник желаемый эффект, ученым придется корректировать геном в лаборатории. Эта работа уже ведется. Например, некоторые тропические растения умеют более эффективно обходить проблему с энзимом рубиско, и это решение можно перенести в культурные растения. Роберт говорит, что это сложное исследование, с ним связано много сомнений, оно требует лучшего понимания химии и биологии, но он видит путь к успеху.

Одна группа работает над более радикальным подходом. Крейг Вентер, предприниматель-биотехнолог, несколько лет пытается создать с нуля новый организм, который можно запрограммировать на продвинутую форму фотосинтеза для создания биотоплива. В 2010 г. он объявил об успешном создании самовоспроизводящегося организма с искусственным геномом. Его команда написала геном этого организма алфавитом аминокислот нашей ДНК и внедрила его в клетку, которая выжила. Чтобы доказать, что это действительно было сделано, исследователи включили в гены организма собственные имена; этот список копируется при каждом его воспроизводстве.

Синтезирование нового организма было лишь одним из шагов в программе Вентера. Более крупной целью было создание живых существ, способных выполнять полезную работу, — химических заводов в живых, воспроизводящихся клетках. В марте 2016 г. Вентер объявил о создании клетки с минимальным синтетическим геномом — еще одно достижение, которое, впрочем, не дотягивает до цели компании по созданию искусственных клеток, способных выращивать произвольные желаемые материалы. Тем не менее процесс под названием CRISPR, который в последние годы произвел в данной области много шума, позволяет редактировать гены проще и быстрее. Есть основания надеяться на то, что не за горами решение головоломки высокоэффективного фотосинтеза и в традиционных культурах, и в водорослях.

Если эти прорывы будут совершены, они, возможно, позволят накормить весь мир. У генетически модифицированных организмов (ГМО) достаточно противников, которые загнали в угол даже те новые виды растений, которые могли решить многие проблемы бедных; рис, дополненный витамином A и способный снизить риск детской слепоты, «пылится» в лаборатории. Но если некоторые аргументы против ГМО и сомнительны, то тревоги по поводу перестройки планеты под максимизацию производства пищи вполне обоснованны. Например, генетически модифицированные семена позволили фермерам США вывести со своих полей молочай и повысить таким образом урожайность, но это привело к вымиранию бабочки под названием данаида монарх, которая откладывает яйца в молочай и на личиночной стадии питается его листьями. Мир, превратившись в совершенный механизм по производству пищи для человека, может сильно обеднеть в остальном.

Возможно, проблему голода на Земле можно решить несколькими путями. Мы могли бы накормить больше людей, снизив потери пищи и потребляя меньше мяса. Мы могли бы питаться водорослями, преобразующими солнечный свет в съедобные калории эффективнее, чем растения суши. Мы могли бы питаться насекомыми, производящими животные белки эффективнее, чем скот.

Но, как обнаружили исследователи пищи из NASA, культура определяет, что мы готовы есть. Наши пищевые предпочтения формируются в детстве, и мы скорее станем ходить голодными, чем есть то, что нам не нравится. Кроме того, население Земли, богатея, ест все больше мяса и позволяет портиться все большему количеству пищи. Развитие технологии следует за культурой, отыскивая новые способы дать нам то, что, как нам кажется, мы хотим. В лучшем мире культура могла бы измениться так, чтобы больше людей захотели делиться богатством, а не копить его, но, пока этого не произойдет, технология, вероятно, будет следовать путем наживы и чистогана.

Что бы ни происходило на Земле, колонии на Титане понадобятся биотехнологии и нетрадиционная пища. Взглянем на цифры. Пищевая промышленность США использует около одного акра земли на человека (это грубое приближение с допуском на разные диеты и разное местоположение этого акра). Акр (0,405 га) — это чуть меньше футбольного поля. Нелегко будет возвести здание такой площади на другой планете. А колонии придется кормить сотни или тысячи человек. Здание самолетостроительного завода компании Boeing в Эверетте, штат Вашингтон, долгое время числившееся самым крупным на Земле, занимает 98 акров.

Мы уже говорили о почти неограниченных запасах энергоносителей на Титане, но для того, чтобы выращивать традиционными способами достаточное количество пищи, понадобятся чудовищные объемы электрического освещения. Тело человека при диете 2700 калорий в день сжигает примерно 130 Вт в час. При нынешней эффективности фотосинтеза и систем освещения нам понадобится 1000 Вт на каждый ватт мощности, доставленный человеческому телу. Даже если электричество будет бесплатным, оборудование, необходимое для производства такого количества света, будет очень громоздким.

Когда мы доберемся до Титана, мы, возможно, уже повысим эффективность растительного фотосинтеза и освещения. Мы можем отыскать способ переработки водорослей и насекомых в аппетитную пищу. Водоросли и насекомых можно было бы выращивать в компактных замкнутых системах, используя пространство максимально эффективно. Временами мы могли бы питаться синтетическим мясом, возможно, в прикуску с настоящим салатом. Мы могли бы кормить сотни людей с одного акра закрытого пространства.

Но, для того чтобы это произошло, культура Титана должна развиваться по иному пути, нежели культура Земли. У его населения должны сформироваться иные вкусы.

11. Заселение фронтира

В 1985 г. в кабинет преподавателя истории из Университета Аляски в Анкоридже зашли двое — побеседовать о создании космической колонии. Ничто здесь не наводило на мысли о космосе. Из окон кабинета неприметного университетского здания виднелись таежные березы и ели. Стив Хейкокс выглядел классическим преподавателем истории — с аккуратно подстриженной бородой и в окружении книг. Стив мало что знал о космосе, зато он был сведущ в вопросах колонизации. Он изучал Аляску в ее бытность русской и американской колонией.

«Вероятно, они пришли ко мне, потому что мало кто на Аляске хоть что-нибудь знает о ее истории. Они спросили: “Можно ли провести аналогии между Аляской и лунным поселением?” В общем, меня втянули в обсуждение лунного поселения».

Аляска не очень-то похожа на Луну, но ранние колониальные поселения в здешних суровых условиях почти без средств связи зависели от технологий и длинных линий снабжения. Витусу Берингу пришлось везти материалы для строительства кораблей через всю Азию на санях — в Восточной Сибири обработанного металла не было — для того, чтобы соорудить суда и отправиться на них в 1741 г. на поиски Аляски. В русский период город Ситка стал крупнейшим на западном побережье Северной Америки. Когда Аляску приобрели США, старатели времен золотой лихорадки 1898 г. создали потрясающие машины для доставки оборудования через прибрежные горы к приискам. И сегодня еще можно встретить остовы огромных двигателей и столбы, на которых покоилась железнодорожная колея, проложенная через перевал Чилкут. По большей части удача этим людям не улыбалась, но они населили Аляску.

Как говорит капитан Кирк, космос — это последний рубеж. На номерных знаках Аляски написано, что Аляска — последний рубеж. В 1985 г. эта аналогия вызвала к жизни обсуждение в высокопоставленной комиссии федерального правительства, которая и отправила исследователей к Стиву Хейкоксу. Для аэрокосмической отрасли это было время перспектив. Шаттл все еще воодушевлял. Ожидалось, что через 8 лет NASA закончит строительство космической станции (на деле МКС строили еще 25 лет). Катастрофа «Челленджера» еще не случилась. В ходе реализации грандиозной военной программы президент Рональд Рейган пообещал запустить космический щит, способный отразить советские ракеты.

Томас Пейн, бывший администратор NASA эры «Аполлонов», был назначен главой комиссии, собранной президентом для того, чтобы начертить дорогу в космос, поставить амбициозные цели, которые привлекут инвестиции для создания космической промышленности для внеземных колоний. В числе членов комиссии были Нил Армстронг, первый человек, ступивший на Луну; Кэтрин Салливан, первая американка, вышедшая в открытый космос; Чак Йегер, первый человек, преодолевший звуковой барьер, и многие другие светила науки и техники. Стив приехал в отель в Вашингтоне, чтобы вместе с другими экспертами подготовиться к выступлению перед этими людьми.

Сегодня чтение их итогового отчета вызывает грусть. Он вышел год спустя, в 1986 г., после того как крушение челнока унесло жизни семерых астронавтов, и он посвящен им. В нем цитируется речь, произнесенная Рейганом на панихиде: «Будущее — не для слабых сердцем. Оно принадлежит смелым. Команда “Челленджера” проложила для нас дорогу в будущее, и мы продолжим идти им вослед». Но случилось иначе. За 30 лет, прошедших с публикации отчета, появились лишь немногие из тех технологий, которые комиссия смело рекомендовала развивать. Речь шла о космопланах; дешевых многоразовых ракетах; самодостаточных космических экосистемах, производящих воду, воздух и пищу; электрической тяге, пригодной для запуска аппаратов в космос; ядерных реакторах в космосе; космических тросовых системах, искусственном тяготении и прочем.

Дерзость — не добродетель, если вожди бегут далеко впереди своего войска. Стив Хейкокс, по-видимому, понимал это, выступая перед комиссией. Он сказал, что потенциальной лунной колонии, полностью автономной и заполненной астронавтами NASA, нечему учиться у американского Запада. Она будет больше похожа на антарктическую станцию.

«Мне пришлось выступать перед людьми, которые очень хорошо знают свое дело, в Вашингтоне, округ Колумбия, и 10 или 15 минут рассказывать им, что их аналогия выглядит чересчур натянутой», — рассказывает Стив. Он вспоминает, что Кэтрин Салливан кивнула.

Более долгосрочные идеи комиссии тоже были упомянуты в итоговом отчете. Он призывал частную промышленность присоединиться к правительству в деле разработки астероидов и строительства «шоссе в космос». Но эти смутные надежды зависели от появления новой промышленности — способа зарабатывать в космосе деньги помимо правительственных контрактов и запуска спутников. Ничего подобного не возникло.

Но Стив рассказал комиссии и о том, что социальная история развития космоса все-таки вписывается в модель американского Запада в более широком смысле. Не в ту модель, которую нам рисуют романы и телепередачи. Их версия самодостаточного, бесконтрольного Запада — фантазия. Запад, каким его знают современные историки, был правительственным проектом, как и космос.

По всему Западу правительство поддерживало развивающую деятельность, на которой могли зарабатывать крупные инвесторы. На западе США Конгресс оплачивал строительство железных дорог большими земельными наделами. На Аляске правительство играло еще более важную роль. Экономика держалась на выписываемых им чеках. Даже сегодня федеральное финансирование прямо или косвенно обеспечивает на Аляске треть рабочих мест.

«Многие пытались что-то делать и обнаружили, что без федеральной поддержки ничего серьезного у них не получится, — рассказывает Стив. — Без нее не могла появиться инфраструктура, необходимая для превращения Запада в место, пригодное к созданию постоянных поселений, а не только к одинокой жизни в сарае посреди пустоши. На Аляске это по-прежнему так».

Федеральная поддержка на первом этапе заселения заключалась в разработке свода правил. Колонии трудно чего-либо достичь без системы управления. Когда США купили Аляску у Российской империи в 1867 г., американцы хлынули в единственный значимый город, Ситку, в поисках новых возможностей. Но Конгресс не утвердил законодательной базы для сообщества его жителей. Когда горожане попытались поднять школьный налог, у налогоплательщиков не было причины подчиняться. Кроме того, у здешних жителей не было способов зарабатывать деньги. За несколько лет город опустел, большинство новоселов покинули Аляску.

«Люди отправлялись на американский Запад не за тем, чтобы остаться бедняками, — говорит Хейкокс. — Они ехали туда, чтобы улучшить свое положение. Неудивительно, что половина из тех, кому это не удалось, вернулись домой».

Старатели-одиночки пробивали себе дорогу сквозь пустоши Аляски в поисках золота. Подобно технологическим стартапам, надеющимся на скорое богатство, большинство из них искали что-нибудь, что можно быстро продать крупной компании-разработчику. От правительства им в первую очередь нужна была система регистрации приисков в дикой местности без дорог. (У аборигенов Аляски представления о собственности были совершенно другими.)

Федеральный закон о приисках позволил старателям самим выступать в роли местной власти. На новой территории старатели формировали комитет, который голосованием решал вопросы притязания на места добычи и выбирал человека, ведущего записи. Этот же комитет занимался уголовным судопроизводством. При обвинении кого-либо в преступлении комитет выслушивал свидетелей и голосованием выносил вердикт и утверждал наказание. Ни тюрьмы, ни тюремщиков не было, единственными возможными приговорами были изгнание и смертная казнь.

Если кому-то удавалось найти существенное количество золота, зарегистрированный клерком участок земли можно было перепродать. Туда устремлялся поток искателей новых месторождений и желающих работать на новых шахтах. Вскоре возникал город с шерифом, тюрьмой, салуном и церковью, а затем, нередко всего через пару недель, появлялись мастерские шляпника, портного, дантисты, продавцы газет и все остальное, что должно присутствовать на Главной улице. Если золото кончалось, все уезжали.

«Заболевшие» золотой лихорадкой постоянно жульничали по мелочам и по-крупному, однако случаи перестрелок и вообще личные стычки часто были преувеличены слухами. Организованное, корпоративное насилие встречалось гораздо чаще: между белыми и коренным населением, между рабочими и начальством; нередко одной из конфликтующих сторон было правительство. На Аляске корпоративные банды бились друг с другом за железные дороги. Борьба за каньон Кейстоун у Валдеса закончилась перестрелкой.

Всем управляли корпорации. Впечатляющая цена строительства инфраструктуры ставит развитие Аляски в один ряд с первыми полетами в космос. Только богатые месторождения могли окупить цену строительства железных дорог и трубопроводов через горы, покрытые льдом, и обширные безлюдные просторы. Когда велись крупные проекты по добыче ресурсов — а их было совсем мало, — деньги поступали от правительства и крупных инвесторов, имеющих доступ к финансовым рынкам.

Дж. П. Морган и семья Гуггенхейм, одни из богатейших в мире людей своего времени, оплатили строительство на Аляске крупнейшей Кеннекоттской медной шахты, а также городов для рабочих и 320-километровой железной дороги через горы. Их предположительная монополия на Аляску стала горячей политической темой в ходе президентских выборов 1912 г. Когда Вудро Вильсон победил, в своем первом послании к конгрессу о положении дел в стране он призвал правительство к строительству на Аляске государственной железной дороги. Конгресс выделил $72 млн — чудовищные деньги во времена, когда общие федеральные расходы составляли $735 млн. В пересчете на долю бюджета эта железная дорога обошлась в 20 раз дороже нынешних трат NASA.

Судьба этих двух железных дорог показывает, как частные и общественные организации могли бы сотрудничать в деле освоения космоса.

Говорят, медная руда из Кеннекоттской шахты была настолько богатой, что первая же железнодорожная отгрузка окупила проект целиком. Но, когда руда обеднела, инвесторы быстро закрыли шахту. Недоверчивые обитатели городов спешили на последние поезда, оставляя недоеденные завтраки на столах в городах-призраках, заброшенных на десятилетия. Рабочие растащили железнодорожное полотно на металлолом.

Все это было мало похоже на стабильную колонизацию.

Аляскинская железная дорога, построенная федеральным правительством, продолжала существовать, невзирая на низкую востребованность. Ее сторонники заявляли, что она будет способствовать развитию региона. Они воображали стремительное появление новых ферм и шахт вдоль пути ее следования — экономически необоснованные, не воплотившиеся впоследствии проекты. Эта железная дорога все же породила Анкоридж, но лишь потому, что федеральное правительство создало город на пустом месте и спонсировало его экономику через железнодорожные работы. Первые два десятилетия железная дорога приносила чудовищные убытки, ежегодно покрываемые ассигнованиями Конгресса.

Во времена Великой депрессии руководители «Нового курса» Рузвельта собрали прогоревших фермеров со всех США для работы в новой сельскохозяйственной колонии у железнодорожной ветки к северу от Анкориджа. Этот проект тоже был не очень удачным, но Торговая палата Палмера до сих пор каждый год в июне отмечает Дни колонии.

Важную роль играет ностальгия. Хейкокс говорит, что чествовать первое поколение колонистов начинают, как только новое сообщество предпринимает поиски своей идентичности. После салунов и церквей в новую колонию прибывают юристы и флористы, а за ними — историки.

«Забавно, но не исключено, что третьей или четвертой организацией, основанной здесь, было местное историческое общество, — рассказывает Стив. — Историческое общество обеспечивает аутентичность. Оно придает аутентичность культурному контексту. Оно говорит: вот, были люди, которые сюда приехали, и они были такими же, как мы, а мы — такие же, как они. А они были героями».

Но даже после обретения колонией собственной истории она надолго остается культурным детищем своей метрополии. Ее обитатели заботятся о своей культуре. Уверенность в своей локальной идентичности рождается долго, поколениями. Американское искусство и литература не вышли за пределы европейской традиции до самого конца XIX в. Стив говорит, что Сиэттл защищал свою провинциальность до 1960-х гг.

«Ждать еще долго, — сказал он. — На Аляске этого пока не произошло. И еще какое-то время точно не произойдет».

Правительства часто делают ошибки и теряют ресурсы. Люди, принимающие решения, распоряжаются чужими деньгами. Но по той же причине правительства берутся за проекты, никому более не интересные. Аляскинская железная дорога была финансовым провалом. Но она позволила победить во Второй мировой войне и породила Анкоридж. Незачем спорить о результате — все зависит от вашей точки зрения. Однако ясно то, что колонизация идет лучше, если правительство устанавливает правила и оплачивает счета.

Будущее

За годы совместной жизни на Титане первые 29 колонистов стали семьей. Они вместе пережили самоубийство своего первого командира, потерю корабля снабжения, лишения и трудности становления колонии и тяжелую работу по созданию собственной системы питания. Каждая шестерка имела собственную командную структуру, но формальная иерархия отходила на второй план с ростом уважения колонистов к особым навыкам и сильным сторонам своих коллег. Они полагались друг на друга. Всеобщее выживание зависело от команд жизнеобеспечения и питания, а также от производителей укрытий и команды технического обслуживания, робототехников, команды обслуживания 3D-принтера и механиков.

Колонисты могли производить пластмассы из материалов, повсюду окружающих их на Титане. На 3D-принтере можно было сделать оборудование для литья и прессовки пластиковых деталей любых форм и назначения. Роботы отливали из пластика жесткие фундаменты зданий. Теплый, насыщенный кислородом воздух внутри зданий придавал им плавучесть, вполне достаточную для удержания сооружения в вертикальном положении. Давление теплого воздуха внутри здания поддерживало пластиковые стены и крышу здания. Концентрические слои пластика образовывали замкнутые емкости с воздухом, изолируя тепло внутри здания от холода атмосферы Титана.

Крупные структуры возводились быстро, в них было достаточно места для любых нужд колонистов, в том числе большие личные пространства, крытый манеж для занятий атлетикой с длинной беговой дорожкой и парк с местом под траву, цветы и животных. Но они не привезли с собой ни травы, ни цветов, ни животных — это место ждало колонистов, которые прибудут на космолайнерах.

Колонисты тосковали по прикосновениям к чему-либо, кроме пластика, — дереву, камню, меху или коже. Блеск и вес пластика притупили их чувства. Они тянулись ко всему живому и необработанному, например к свежим овощам, которые выращивали гидропонным способом, дополняя ими свой синтетический рацион из водорослей и насекомых. И они тянулись друг к другу.

Даже располагая огромными пространствами, они держались вместе и проводили много времени в маленькой обшарпанной кают-компании — самой первой жилой комнате, подготовленной роботами к прибытию самых первых колонистов. Они называли ее «Первая комната». Здесь проводились многие регулярные ритуалы и музыкальные джемы. «Первая комната» была местом первой свадьбы и первого купания новорожденного.

Прибывшая позже на SFLKAM сотня колонистов идеализировала 29 основателей колонии на Титане. Предполагалось, что командир SLFKAM примет на себя управление колонией, но она поняла, что первопроходцы знают и умеют больше и их нельзя лишать права принимать решения. Например, старожилы решили задачу по улавливанию конденсата, оседающего на пластиковых куполах строений. Встречаясь с холодным пластиком, пар, выделяемый людьми, превращается в воду и лед. В общей спальне, подготовленной для сотни новых колонистов, вскоре после их прибытия начался настоящий дождь, но первые колонисты знали, как следует настроить созданную ими систему для того, чтобы улавливать и перерабатывать воду.

Система управления возникла у первых 129 колонистов, а затем была формализована по прибытии второй сотни. Первые колонисты сохранили за собой свой особый статус и принимали решения о ходе проектов подобно комиссии по районированию или совету по городскому планированию. Они решали споры о новом строительстве. Вскоре колонисты стали приходить к ним и со спорами по другим вопросам; первые колонисты стали судьями.

Официальные командиры кораблей также играли важную роль, распоряжаясь прибывшими с Земли припасами, в том числе оружием. Они управляли вооруженными силами и логистикой.

Но вопросы, касающиеся собственной жизни, каждый колонист решал сам. Группа была достаточно мала для того, чтобы проводить общие собрания, но формировались и комитеты для более эффективного принятия решений. Возник постоянный комитет, своего рода правление, и общие собрания вел его председатель.

Такая структура с тремя ветвями власти хорошо работала. Когда правление описало устройство системы для того, чтобы объяснить ее новоприбывшим, эти заметки стали основополагающим документом — своего рода Хартией вольностей Титана.

Первоначальные колонисты и пассажиры первых трех космолайнеров (по сто человек в каждом) развивали свое сообщество согласно плану. Правительственная колония выполнила свою программу и была готова принять людей с новых кораблей и частных колонистов (на кораблях с номерами с четвертого по десятый).

Колония на Титане была небольшим городком. Крупные здания общего пользования соединялись надувными пластиковыми коридорами с рядами личных домов. Роботы сновали к зонам добычи и обратно, где машины вырезали лед и всасывали углеводороды с поверхности, производя необходимые колонии тепло и кислород. Колониальное правительство обозначило некоторые площади и ресурсы общественной собственностью, в том числе основную инфраструктуру жизнеобеспечения, и разделило остальные площади на частную собственность, освоением которой отдельные лица могли заниматься сами, подав заявку. Остальной Титан был признан никому не принадлежащим и неподконтрольным — он казался бесконечно большим, и думать об этом не было нужды.

В колонии зарождалась экономика. Все работали на колонию, выполняя ту работу, которой были обучены, и получая взамен пищу, укрытие и энергию. Но в свободное время кто-то начал заниматься другой работой. Огородник сделала пристройку к дому и начала выращивать овощи на продажу. Повар каждый вечер устраивал званые ужины — поначалу для друзей, затем за пайки, а потом и за бартер.

Химик путем ферментации водорослей производил этанол, ароматизировал его разнообразными отдушками и продавал как водку, виски и вино. Эти небольшие пластиковые фляжки стали своего рода валютой благодаря их компактности, долговечности и недоступности, в противоположность большинству остальных товаров, которые в колонии можно было получить бесплатно. В новом баре и ночном клубе действовало правило «напитки приносим с собой», но чаевые музыкантам и официантам выдавались в виде все тех же фляжек.

Городок жил по большей части коммунально, свободные предприятия служили цели личного самовыражения. Но близились времена частной собственности.

Владелец следующего космолайнера — первый магнат, купивший частный лайнер у Titan Corp., — внимательно наблюдал за жизнью на Титане и прорабатывал различные идеи. Планируя свое прибытие на Титан, он изучил, чего колонистам не хватает больше всего, и подготовился соответственно. Его лайнер сел как раз за периметром площади, обозначенной как колониальная собственность, и заявил права на огромную территорию.

Командиры колониальных войск приготовились защищать свои ресурсы. Они ожидали, что у новоприбывших скоро закончатся припасы и они заявятся в поисках пищи. Но команда частного лайнера почти не посещала колонию. Напротив, это колонисты стали ее покидать.

Магнат привез вещи на продажу — настоящие, не из пластика, они напоминали колонистам о доме. Бренди. Парфюмерия. Хлопок. Старые книги. Котята. Чтобы что-то купить, колонистам были нужны деньги. Они у магната тоже имелись, но, чтобы получить деньги, колонист должен был что-то продать — информацию по строительству электростанции и зданий, ценные предметы вроде материалов из колонии. Колонисты отдавали запасы пищи и запчасти для водорослевых ферм, формовщика пластика и прочего оборудования.

Колонистам те вещи, которые они принесли на продажу, достались даром. Кроме фляжечного бартера, в колонии не было способов платежа. Поскольку отсутствовали ограничения на пользование оборудованием, а система жизнеобеспечения никому лично не принадлежала, колонисты чувствовали себя вправе разбирать все на запчасти. Но, когда магнат начал скупать добро и ресурсы у членов колонии, колония стала рассыпаться. Чтобы сохранить себя, колонии пришлось оценить все свое имущество.

Не все присутствовали на общем собрании, на котором колонисты обсуждали то, как им реагировать на новую экономическую ситуацию. Некоторые побросали свои дома и переехали в новый городок во владениях магната, купив огромные участки и планируя зарабатывать деньги предпринимательством или работая за жалование. Они думали, что там будет лучше, чем работать в колонии и получать те же пайки, что и все остальные.

На собрании кто-то сказал, что колонии следует придерживаться уже зарекомендовавшей себя коммунальной системы. Это была утопия, в которой у всех было все общее и не было голодных. Можно было просто запретить сношения с пришельцами. Но многим хотелось большего. Тем, кто видел стремительно разбогатевших. Им хотелось иметь возможность покупать и продавать, идти своим путем. После голосования общее имущество колонии стало собственностью ее отдельных членов. Тем, кто работает на колонию, теперь полагалась зарплата, а за пищу и энергию всем теперь придется платить.

Возникло много новых предприятий. Доходы в быстрорастущей экономике были высоки. Предприятия самой колонии не могли удержать достаточное количество сотрудников. Большие теплицы, электростанции и шахты были приватизированы и стали бизнес-предприятиями. В суматохе перемен общественные заводы, стоившие Земле многие миллиарды, были проданы за бесценок. Удачные приобретения доставались людям со связями в правлении и служащим, располагающим инсайдерскими сведениями. Курс валюты был крайне неустойчив, и спекулянты обменивались огромными активами, получая баснословные прибыли с роботизированного флота, водяных шахт, складских помещений. Пользуясь привезенным богатством, магнат и его соратники скупили здоровенный кусок первоначальной колонии вдобавок к городу, который они строили.

Вскоре колония на Титане перешла на чисто капиталистические рельсы. Правительство взимало небольшой налог за обеспечение порядка, но большинство услуг оказывали предприниматели. Магнат наслаждался роскошью в огромном пластиковом особняке со слугами. Колонисты-основатели предавались воспоминаниям о трудностях своих первых дней на Титане, но радовались возможности отобедать в ресторане или посетить концерт. В «Первой комнате» сделали музей. Возникла общественная структура, способствующая адаптации новоприбывших, как в какой-нибудь земной стране.

Поддержка с Земли все еще поступала, космолайнеры совершали челночные рейсы и привозили новых поселенцев и общественные припасы.

Следующим частным космолайнером с Земли был ExxonMobil Titan. Его капитан крепко напился на роскошной прощальной вечеринке и ухитрился столкнуться с хорошо известным астероидом. Лайнер рассыпался облаком осколков реакторного и грузового модулей, повредив многочисленные спутники и космические станции, принадлежащие другим компаниям и правительственным организациям. Его экипаж, однако, благополучно вернулся на Землю в спускаемом модуле; ExxonMobil после десятилетий разбирательств в суде была освобождена от оплаты ущерба.

Частные колонисты, прибывшие в дальнейшем, действовали по-разному. Кто-то опускался рядом с уже существующей колонией, чтобы освоить прилегающую к ней территорию и поглотить ее экономику, подобно первому магнату, но такого оглушительного успеха никто больше не достиг. Другие объединялись для строительства новых поселений вдали от первоначальной колонии, там, где можно было захватить большие территории и попытаться заслужить лавры основателя нового богатого сообщества. Вскоре на Титане образовалось несколько крохотных наций.

Женский экипаж лайнера, везшего эмбрионы, восстал против своего корпоративного управления. Корабль транслировал на Землю манифест, в котором женщины отказывались исполнять приказ вынашивать чужих детей. Вместо этого женский коллектив корабля разработал конституцию, в которой утверждался перманентный матриархат в собственной колонии на Титане — Амазонии.

Спустя десятилетие после отбытия с Земли лайнера SLFKAM на Титане существовала устойчивая колония у Моря Кракена с собственной экономикой, а также несколько колониальных поселений поменьше в других частях Титана. Члены первоначальной колонии писали мемуары. День их прибытия ежегодно отмечался гонками на роботах и полетами в перепончатых костюмах.

Настоящее

Лунная пыль и пыль из гавайского базальтового карьера на удивление похожи по своему химическому составу. Лунная пыль — реголит — мелкая, с острыми микроскопическими зазубринами. Струя двигателя ракеты, садящейся на Луну или взлетающей с нее, может вырыть кратер и побить песком любое расположенное неподалеку оборудование. Но базальтовая пыль неплохо склеивается при нагревании. Гавайские инженеры научились делать из нее кирпичи в гончарной печи. В карьере на Большом острове есть робот, строящий взлетно-посадочную площадку для ракеты, мощенную кирпичом.

«На Гавайях есть проблемы вроде тех, с которыми можно столкнуться на других планетах, — говорит Кристиан Андерсен; он работает с каменной пылью. — Доставка на острова дорогая. Нам во многом приходится быть самодостаточными. Мы не добываем ресурсы. У нас нет залежей руд у поверхности. По сути, у нас есть только базальт. На Луне тоже почти ничего больше нет».

Кристиан работает руководителем производства, принадлежащего гавайскому правительству. (Оно называется PISCES[97] — Тихоокеанский международный космический центр исследовательских систем.) Правительства других штатов делали сомнительные вложения в исследование космоса. Штат Нью-Мехико за $219 млн выстроил космопорт с терминалом в стиле модерн; он без дела пылится в пустыне. На Аляске есть белый исполинский космодром посреди пустоши на острове Кодьяк. Но гавайский проект PISCES нацелен на решение реальных проблем Гавайев. Острова импортируют 300 000 т цемента ежегодно. Его замена на базальт сэкономит деньги и ресурсы.

NASA испытывало марсоход Curiosity на гавайском вулканическом ландшафте, так похожем на марсианский. Для проекта лунной пусковой площадки команда проекта PISCES создала в уголке карьера неподалеку от города Хило скульптурную копию участка лунной поверхности, картографированного в ходе миссий «Аполлонов», воспроизведя каждую ее ямку и бугорок. Управляющий проектом Родриго Ромо с помощью робота выровнял территорию и вымостил ее центр подобием лунных кирпичей из базальтового щебня, имитируя миссию, предваряющую заселение Луны человеком.

Бюджет группы PISCES весьма скромен. Команда не строила робота с нуля, а переделала позаимствованный канадский вездеход Argo. Победитель соревнования среди второкурсников назвал робота Helelani — «Небесный путешественник». Вездеход сортировал, выравнивал и утрамбовывал каменную пыль, подготавливая место к строительству посадочной площадки. Робот не автономен, но для фазы мощения команда планировала ввести трехсекундную задержку, которая потребует скоординированного руководства из Хило и из Космического центра имени Кеннеди во Флориде. Когда мы беседовали с робототехниками, они монтировали руку робота для укладки плиток. Плитка производилась вручную силами практикантов.

Попытки приспособить оборудование к его применению в новом качестве сталкиваются с неожиданными затруднениями. Например, для автоматизации процесса изготовления кирпичей потребуется найти способ перемещения лунной пыли в невесомости. Но эта пыль так легка, а грани ее так остры, что она запросто засоряет трубы и причиняет вред механизмам. Даже при земном тяготении она пристает ко дну перевернутого контейнера.

Андерсен также работает с аэрацией материала для производства более легких блоков, измеряет их прочность и даже размышляет о неметаллической арматуре. Он печатал базальтовой пылью на 3D-принтере. Однако сейчас главная трудность заключается в том, чтобы сделать не ломающиеся литейные формы.

Как и на Гавайях, во внешней части Солнечной системы металлические элементы редки. За пределами Пояса астероидов элементы тяжелее кислорода в изобилии не встречаются. Когда планеты формировались из газопылевого облака, более тяжелые элементы сгустились в его более разогретых областях, ближе к Солнцу. Колонистам Титана придется строить все, что только возможно, из легких элементов — пластика и большинства применяемых нами синтетических материалов, а ради металла им придется слетать на Землю или астероид в окрестностях Земли. В системе Сатурна есть силикатная пыль, ее колонисты могли бы добывать для производства компьютерных чипов.

Уже десятилетия назад ученые осознали, что использование космических ресурсов может оказаться ключом к расселению за пределами нашей планеты. Эта область называется утилизацией местных ресурсов (In-Situ Resource Utilization, ISRU). Джерри Сандерс, который возглавляет это направление в NASA, говорит, что для марсианской миссии оно будет ключевым. Простая математика. Взлет с Марса на традиционной химической тяге потребует около 30 000 кг рабочего тела. Доставка каждого килограмма груза на Марс требует запуска примерно 8 кг на низкую околоземную орбиту. Если миссия будет способна произвести ракетное топливо на Марсе, это снизит стартовую нагрузку на Земле на сотни тонн.

Марсоходы и марсианские орбитальные аппараты помогают разобраться в том, какие химические ресурсы позволят производить рабочее тело на месте. «Сбор питьевой воды для астронавтов тоже позволит сэкономить», — говорит Джерри. Из водорода, кислорода и углерода можно производить пластик, которым астронавты смогут напечатать на 3D-принтере что угодно. Переработка вторсырья тоже поможет — измельченный упаковочный материал можно использовать в качестве рабочего тела. Джерри сказал, что даже отходы жизнедеятельности астронавтов могут стать ракетным топливом. «Это замечательный углеводородный ресурс, в нем содержатся водород, кислород и метан», — говорит он.

Станция заправки на Луне упростила бы доступ к Марсу и остальной солнечной системе, ведь благодаря слабому лунному тяготению для взлета с Луны потребуется вшестеро меньше энергии, чем для взлета с Земли. Робот может добывать воду и другие материалы, быть может, с периодическим обслуживанием астронавтами. Однако, как говорит Джерри, бензоколонка на Луне или каком-нибудь астероиде обойдется слишком дорого для разовой марсианской миссии.

Мысль о том, что создавать ресурсные базы в космосе пока рано, вызывает недоумение у Марка Сайкса, специалиста по ISRU и главы Института планетологии (в котором работает Аманда). Марк убежден в том, что строительство инфраструктуры за пределами Земли является единственным способом достичь Марса и более удаленных объектов. Он говорит, что NASA никогда не получит триллион долларов, необходимый на разовую, единичную марсианскую миссию. Но можно начать с работы над внеземными заправками, которые со временем сделают миссии на Марс и к другим пунктам назначения доступными, создав систему поддержки космических полетов, а не прикладывать огромные усилия к отправке горстки людей на другую планету и их возвращению обратно.

Но, как говорит Марк, NASA не делает домашнее задание по ISRU. Он выступал за проведение на МКС эксперимента по переработке в невесомости ресурсов с астероидов или суррогатного материала, чтобы понять, возможно ли это. «Если ответ положительный, если это практически осуществимо, экономически оправданно, то это открывает перед нами двери в Солнечную систему», — утверждает он.

Снижение стоимости запуска на порядки, которое наступает быстрее освоения технологий ISRU, может уменьшить важность добычи топлива в космосе, по крайней мере для марсианской миссии. Но защиту от радиации с Земли не увезешь. На данный момент технология запуска достаточного объема материала попросту невообразима. Кристиан Андерсен говорит, что для эффективной защиты на Луне понадобятся 27 м базальта. Это возможно только при использовании местных материалов. Например, было бы разумно спроектировать базу в лунной лавовой трубке.

Для более долгих путешествий критически важным становится производство питания. Как мы видели выше, долгие путешествия с большой командой требуют неподъемного количества пищи. Но и бесперебойно выращивать достаточный ее объем вряд ли возможно. Ключевой технологией может оказаться повышение эффективности фото-синтеза.

Даже без измененных генов, усиливающих фотосинтез, водоросли значительно превосходят наземные растения в преобразовании энергии в белки, жиры и углеводы. Природные сорта водорослей достигают эффективности преобразования солнечной энергии около 5%, что впятеро выше, чем у посевных культур, и способны неоднократно удваивать свою массу за сутки. Вероятно, эту эффективность можно повысить генетическими модификациями.

Компактный водорослевый реактор из стеклянных труб и стенок с искусственным освещением может быть крайне эффективным. Урожай можно собирать каждые несколько дней. Технологи могут подстраивать выход питательных водорослей, регулируя количество подаваемого азота. Разная подкормка позволит производить жиры, полезные для производства дизельного или ракетного топлива, или сахара и белки, ценные для других производств.

Все это выглядит многообещающе, но в последние годы восторги поутихли. По словам Ника Нейгла, инженера биопроцессов из Национальной лаборатории возобновляемой энергии, остается много нерешенных технических проблем. Проект стоимостью $49 млн, профинансированный в рамках экономической инициативой Обамы в 2010 г., продвинул науку, но и поднял эти проблемы.

Водоросли растут стремительно, это известно любому владельцу аквариума, но сделать их производство устойчивым и окупающимся непросто. Стремительное удвоение массы происходит лишь в первые несколько дней, покуда не возникает толстое зеленое облако водорослей, дающее тень. Экономичнее всего растить их в открытом пруду, но нежелательные виды и крохотные хищники могут испортить все дело. Значительную трудность представляет качественный отжим водорослей, который позволит использовать воду повторно.

Никому пока не удавалось производить биотопливо из водорослей по цене, сравнимой с ценой продуктов нефтеперегонки. Но углерод и водород, уловленные урожаем водорослей, можно использовать для производства множества продуктов, в том числе спирта, полиненасыщенных жирных кислот, пластиков и корма для креветок и рыбы. Совершенствование технологий культивации также значительно уменьшило цену биотоплива, которая и в дальнейшем будет снижаться. Как и с любой культурой, важнейшую роль играют выбор вида водорослей, а также правильное освещение и тепло, питание, устранение вредителей и чистота воды для полива (в зависимости от водорослей она может быть пресной, соленой или солоноватой).

«До современного нам уровня сельское хозяйство поднималось 10 000 лет, а выращиванию водорослей в пищу и на топливо всего 50–75 лет, — говорит Нейгл. — Что можно ожидать через еще 50 лет? Думаю, именно здесь спрятан ответ на ваш вопрос. Вот где мы сейчас, и какие трудности нам предстоит преодолеть, прежде чем придется браться за искусственный фотосинтез или кормить колонистов пищей из гибридных водорослей».

Станут ли колонисты есть водоросли?

«Скажу за себя, — говорит Роберт Бланкеншип, биохимик. — Я не собираюсь ими питаться. Я их пробовал, это невкусно».

Даже свиньи не едят водорослей. В рамках спонсированного Обамой водорослевого проекта отходы топливного производства скармливались разнообразным животным. Рыбы и креветки чувствовали себя на такой диете неплохо. Крупный рогатый скот, овцы и куры могли стерпеть небольшую их долю в своей обычной пище. Свиньи же поеданию пищи с 5%-ной прибавкой водорослей предпочитали голод.

Конечно, технологи в итоге найдут способ сделать из водорослей что-то аппетитное, перерабатывая их химические компоненты в другие продукты. Или колонисты могут откармливать ими рыбу и креветок. Еще мы можем есть насекомых, особенно превратив их в белковый порошок, а выращивать их можно, кормя теми же водорослями. Группа китайских ученых разработала лунную пищевую систему с обширным использованием в пищу личинок шелкопряда, который быстро растет и уже является частью азиатской кухни (однако шелкопряд предпочитает питаться листьями шелковицы, так что проблема не вполне решена).

Водоросли можно не только скармливать животным, но и использовать их как среду для выращивания искусственного мяса. Над этим работает физиолог Марк Пост из Университета Маастрихта. Он создал в 2013 г. «гамбургер в пробирке» и получил международную известность. Дегустаторы, у которых взяла интервью Би-би-си, высказались, что этот продукт «был похож на мясо» и «имел вкус гамбургера». Рестораторы вряд ли стали бы восхищаться такими отзывами, но оценка достаточно хороша для бестелесного комка тканей, выращенных из небольшого количества стволовых клеток, взятых у пары коров, которым данная процедура не принесла никакого вреда.

Марк заинтересовался этой идеей после экспериментов по выращиванию кровеносных сосудов для операции шунтирования сердца. При выращивании искусственного мяса используются те же технологии, что и при выращивании человеческих органов вне тела. Главными инновациями здесь являются лабораторные способы направления развития стволовых клеток в клетки мышечной ткани и обеспечение нагрузки, сопротивляясь которой они растут. Питаются эти клетки, будучи погруженными в питательные вещества — так называемую культурную среду.

Для того чтобы создать коммерческий продукт, команда Марка ищет способы выращивать жировые клетки и доставлять питательные вещества вглубь культуры. Первый искусственный бургер, состоявший из чистой мышечной ткани, пришлось покрасить в красный цвет свекольным соком; он был безвкусным. При питании мышечных клеток культурной средой масса достигает миллиметровой толщины или примерно 10–20 клеточных слоев, что ограничивает ассортимент продуктов гамбургерами и сосисками. Создание системы кровообращения улучшит вкус и позволит получать крупные срезы мяса, так как кровеносные сосуды будут доставлять энергию к клеткам, не соприкасающимся с культурной средой.

Марк надеется распечатать систему кровообращения на 3D-принтере, заправив его биологическим материалом. Поддерживаемое «строительными лесами» кровеносных сосудов, мясо, разрастаясь, будет заполнять пустоты. Ту же цель преследуют и многие другие лаборатории. Марк думает, что его лаборатория будет способна массово производить превосходный продукт через пять лет и сможет выйти на массовый рынок через семь лет.

Марку нравится его работа, поскольку она может сократить вредное влияние мясного животноводства на окружающую среду. Его спонсор, основатель Google Сергей Брин, участвует в этом ради уменьшения страданий сельскохозяйственных животных. Это интересный этический вопрос, ведь Марк не делает ничего плохого (если только вы не верите в то, что все население Земли способно перейти на вегетарианскую диету). И все же мысль о мясе из пробирки многим кажется пугающей и отвратительной. Мы, авторы, реагируем именно так. Аманда — вегетарианка. Чарльз рад тому, что вряд ли подобная еда распространится до того, как он потеряет способность возражать против поданной ему синтетической тушенки.

Отвращение — непроизвольное, иррациональное чувство, не связанное с пользой для окружающей среды и страданиями животных. Упомянутая польза может оказаться огромной. Сейчас под выращивание корма для животных отведено вшестеро больше места, чем под растения, идущие в пищу непосредственно людям. Но тем, у кого висцеральный рефлекс особенно силен, может быть проще отказаться от потребления мяса, чем согласиться заменить его синтетикой. Марк Пост говорит, что, судя по опросам, так считает около половины сегодняшних мясоедов, и это вселяет надежду, по его мнению.

Скорее всего, молодежи будет проще принять синтетическое мясо. Люди постоянно сменяются другими, теми, кому легче приспособиться к новому. Молодость отбрасывает прошлое, старцы в него уходят.

Культурно обусловленные чувства по поводу мяса менялись у прошлых поколений. Коренные народы Аляски жили охотой и верили (и до сих пор верят) в то, что убитое животное — родня им и дарит свое тело людям, чтобы их накормить. Убив животное, охотник выполняет ритуальное подношение, помогающее духу животного вернуться к месту перерождения. Бестелесное мясо в пенополистироле или пищевой пленке может шокировать члена этой культуры не меньше, чем нас беспокоит синтетическое мясо. Точно так же американца, чей опыт взаимодействий с мясом ограничивается продуктовым магазином, может шокировать зрелище убийства охотником дичи или вид скотобойни.

Наши дети и внуки могут предпочесть культивированное мясо. Поедание плоти животных может показаться им отвратительным варварством. Детям колонистов Титана может больше нравиться ощущение прикосновения пластика, чем дерева. Запах травы и цветов может показаться им неприятно резким, как запах навоза не нравится многим городским детям, чьим бабушкам и дедушкам он напоминает детство, проведенное на ферме.

Культура в конечном счете формируется нашим окружением, которое поддерживает наше существование. Семь миллиардов людей могут жить на Земле со всем своим богатством благодаря технологиям, создающим вокруг нас все более искусственный мир. Эта среда, по большей части произведенная человеком, ныне кажется нам знакомой и естественной. Космическая колония — это всего лишь следующий шаг. Полностью синтетический мир, произведенный из инопланетных ресурсов, в конце концов будет ощущаться таким же домом, а его продукты и места — такими же настоящими и естественными, как то, что окружает нас сейчас.

Будущее

Когда на Титане сменилось достаточно поколений для формирования собственной культуры с прекрасными ресторанами, в которых в качестве деликатесов подают водоросли разных оттенков, его города взмыли в небо. Тепло оказало заметное влияние на жизнь на Титане. Выделяемое тысячами пластиковых строений, оно размягчило ледяную поверхность, из-за чего инженерам приходилось загонять сваи все глубже для того, чтобы противостоять всплытию зданий. Когда несколько домов все же сорвалось и взмыло в воздух, стала популярной идея о том, чтобы сразу строить их там — так безопаснее. Верхние районы, как их называли, парили высоко над поверхностью — дома и предприятия, соединенные надувными коридорами. Большие медленно вращающиеся пропеллеры удерживали сообщество вместе.

Города росли вместе с населением и богатством Титана. Земля выжила, но экономические возможности внешней Солнечной системы привлекли поток мигрантов. Большинство оказывались внизу, работали с роботами, вгрызающимися в поверхность Титана, но надеялись подняться в небо, где дети из хороших школ играли в бейсбол на огромных покрытых травой полях в парящих пластиковых пузырях. Представители среднего класса и богачи делали свои дома максимально похожими на идеал домиков с северо-востока США XXI в., которые они видели только на картинках. Пластиковые парящие купола накрывали дома с качелями на заднем дворе, и все они тоже были из пластика.

Но тепло, излучаемое городами в небе, продолжало создавать сложности. Когда воздушные города выросли еще больше, холодная азотная атмосфера Титана разогрелась настолько, что возникли сильные вертикальные воздушные течения. Вихревые конвекционные ячейки порождали восходящие и нисходящие потоки — настолько интенсивные, что парящие постройки раскачивались, что вызывало у обитателей морскую болезнь. Кое-кто из ученых высказал мнение, что искусственное тепло из рукотворных структур на Титане вызовет опасные штормы, но обсуждение заглохло, когда капиталисты воспротивились дорогостоящим решениям вроде улучшенной теплоизоляции. Консервативные СМИ выставили защитников окружающей среды с их алармизмом по поводу конвекционных бурь либералами, покушающимися на личную свободу граждан.

На Титане сформировалась либертарианская культура, в то время как на Земле жизнь стала более зарегулированной. На Земле международные соглашения и экологический надзор позволили человечеству отступить от края пропасти, но неотъемлемой частью его образа жизни стало ограничение экономических свобод. На планете жило 10 млрд человек, и не каждый мог делать то что хочет и использовать ресурсы как заблагорассудится. Технологии позволяли накормить мир, но куда более важные перемены в культуре позволяли избежать растраты ресурсов на конфликты и безграничное потребление. Земля неуверенными шагами приближалась к миру, равенству и устойчивости.

Мало кто из жителей Титана бывал на Земле. Даже иммигранты в первом поколении вскоре приспосабливались к Титану и забывали старый мир. За несколько лет в слабом тяготении Титана мышцы, кости и система кровообращения слабели настолько, что возвращение делалось невозможным. Для полета на Землю требовался невероятный физический подвиг вроде одновременной подготовки к марафону и соревнованию по бодибилдингу. Немногочисленные желающие увидеть старый мир тренировались по нескольку часов в день и проводили целые месяцы в центрифуге, поддерживая форму для путешествия, но большинство были слишком заняты, или их это не интересовало. Кроме того, Земля не представлялась подходящим местом для отпуска. Жизнь там была невыносимо тяжела.

Титанцы полагали, что жизнь на Земле задушена правилами и конформизмом. Мысль о питании натуральной пищей вызывала у них отвращение. Они восторгались своим образом целеустремленных, независимых и преуспевающих. В своих рассказах они превозносили первооснователей и вообще первое поколение колонистов как смелых первопроходцев, сбросивших земную скорлупу в поисках будущего. В соответствии с предполагаемыми традициями основателей, выстроивших новый мир без помощи правительства (так гласила легенда), Титан сохранил свою энергичную экономику минимально регламентированной. И любой человек, желающий еще большей свободы, мог ее получить. Любой колонист всегда мог купить комплект роботов и отправиться создавать новое сообщество в неосвоенные области Титана.

Самыми независимыми среди первопроходцев Титана были разведчики полезных ископаемых, отыскивающие в Солнечной системе металлические астероиды. Из-за недостатка тяжелых элементов во внешней части Солнечной системы железо и прочие металлы, необходимые для производства компьютеров и осветительных систем, высоко ценились. Титан зависел от добычи этих материалов из космических тел во внутренней Солнечной системе. Разведчики искали богатую жилу — цельный металлический астероид на удобной орбите, куда можно было отправить роботов для разработки, либо астероид, достаточно мелкий для того, чтобы перенаправить его к Титану и разрабатывать на его орбите. Крупные компании были готовы платить за такую находку.

Свободная жизнь на Титане также воодушевила предпринимателей-биотехнологов. Земля приняла законы, ограничивающие искусственное управление человеческим геномом, разрешая редактирование ДНК только в терапевтических целях. Но на Титане люди посчитали иначе. Для них натуральная, неизмененная генетика казалась загрязненной и проигрывающей в сравнении с чистыми, стандартизованными генетически модифицированными организмами. Искусственная пища и вмешательство в строение собственного организма стали для них привычными.

Воспроизводство на Титане с самого начала требовало технического вмешательства. Первые поколения матерей мучились на протяжении всей беременности в центрифугах земного тяготения, расположенных на самом спутнике и на его орбите. При таком искусственном тяготении сложные процессы развития плода протекали нормально. Избавление от месяцев в центрифуге женщинам принесло изобретение искусственного чрева. Техники клонировали матку из стволовых клеток матери, раскручивали клон с плодом в центрифуге, что снижало риск осложнений до минимума и обеспечивало легкое планируемое рождение. Женщинам больше не приходилось набирать вес, терпеть родовые муки и заниматься сексом ради продолжения рода.

Редактированием генома уже лечили наследственные болезни. На Титане ученые работали над коррекциями, которые помогли бы колонистам приспособиться к условиям слабого тяготения, устранить чувствительность к некоторым соединениям в атмосфере и сделать их более терпимыми к холоду. По пути они сделали несколько ошибок, включив нежелательные гены, которые давали и желательные качества. Пару поколений спустя у многих титанцев были белые волосы и по лишнему пальцу на каждой ноге — потомственные следы генетических манипуляций с незапланированными последствиями. Отдавая ребенка в школу, родители предоставляли его генетический профиль, в котором были указаны выбранные ими улучшения в атлетических и умственных способностях.

К моменту обретения Титаном культурного самосознания поколения генетических модификаций привели к физическим отличиям титанцев от землян. Это было очевидно. Рожденные на Титане люди были низкорослые, мелкие и бледные с тонкими полупрозрачными волосами. Это обличье было последствием недостаточного тяготения и вкусов родителей, подбирающих характеристики. Взрослые платили за косметические генетические модификации, стремясь достичь идеала.

В итоге все стали выглядеть почти одинаково и, по собственному убеждению, куда лучше иммигрантов, все еще прибывающих из старого мира. Новоприбывшие с Земли выглядели как угодно: темные, волосатые и крупные; высокие или грушевидные; любого цвета — черные, коричневые и смуглые, все что угодно. Уроженцы Титана пытались не выказывать своего отвращения, но открыто отмечали преимущества адаптированных физических и умственных способностей. Высокий человек никогда бы не добился того, чего добились они.

На Титане приняли закон по ограничению иммиграции и обязали желающих проходить генетическую проверку для того, чтобы отбирать среди них наиболее желательных. Некоторые политики заявили, что на Титане обитает отдельный, более совершенный вид человека и его народу не следует брататься с землянами. Когда космолайнер новых поселенцев, не получивших разрешения, прилетел и сел в ненаселенной части Титана, чтобы создать отдельную колонию, правительство Титана решило действовать. Роботизированные войска задержали нелегальных мигрантов и посадили их на корабль, следующий к Земле. Правительство Титана опубликовало межпланетную декларацию, в которой предупреждало Землю о том, что Титан будет защищаться от любых вторжений и при необходимости перейдет в контратаку. Река мигрантов сузилась до тоненького ручейка.

Посреди восторгов планетарной гордости ехидствующие комментаторы продвигали новую философию исключительности Титана. Они утверждали, что Титан занимает особое место в Солнечной системе. На его уникальных гражданах с их свободой и инициативностью и непрерывным генетическим совершенствованием лежала ответственность за упрочение и расширение цивилизации. Они знали, что было благом для межпланетного будущего, и готовы были с оружием в руках отстаивать свое право называться истинными наследниками человеческой расы.

Массовое искусство Титана, основанное на теме шовинизма в зрелищных виртуальных сериалах, хорошо продавалось, но критиков не впечатляло. Погружение в виртуальные миры не было чем-то новым. Титан пользовался для своего политического послания о собственном превосходстве языком земного искусства, не создав новых его форм. Поистине оригинальное искусство возникло иначе — на поверхности. В то время как в галереях небесных городов выставляли эстетичные, но несложные биоскульптуры из генетически запрограммированной живой ткани, художники богемы и обычные люди низов исследовали радикальные формы вроде краски и устной поэзии. Они живописали мрачную жизнь естественно эволюционировавших людей и призывали сжалиться над находящимися в критической опасности метановыми формами жизни в озерах и морях Титана.

Медленно эти образы и слова просочились наверх, захватив своими художественными достоинствами внимание авангарда критиков Титана и покупателей предметов искусства, а также тех, кто был подвержен их влиянию в преобладающей культуре. Когда оригинальные приемы и средства бунтарей переняло большинство титанцев, процесс отделения от Земли был завершен. В основе работ крупнобюджетных студий лежало исключительно титанское искусство, повествующее о достоинствах звездной судьбы правящего класса Титана.

Настоящее

Биологическая эволюция протекает медленно, технологическая — быстро. За последние 50 000 лет люди изменились лишь поверхностно, но мы распространялись из Африки и стали преобладающим видом во всех экосистемах. Процветание в Арктике и посреди океанов — результат не эволюции, но изобретательности. Точно так же естественная эволюция вряд ли изменит нас в грядущие сотни или тысячи лет, когда мы переедем в новый внеземной дом.

Естественная эволюция вряд ли претерпит большие изменения и в космический колонии. Сегодняшние люди очень схожи между собой, в отличие от представителей других видов. Эволюционный биолог Франсиско Айала из Калифорнийского университета в Ирвине вычислил, что мы все произошли менее чем от 10 000 особей, живших в Африке. Мы все близкие родственники людей из этой небольшой выжившей популяции. По Земле когда-то бродили и другие виды людей, но все они вымерли, и все, что от них осталось, — несколько костей и поделок и обрывки генетического кода, унаследованного нами в процессе скрещивания.

«Появление на Титане тысячи колонистов не изменит этой истории, — говорит Франсиско. — У тысячи человек будет 99,99% генетического разнообразия всего сегодняшнего человечества сразу. Ничего не изменится. Даже сотня человек несет в себе более 99% нашего современного разнообразия».

Евгеника возникла в Англии и Соединенных Штатах в конце XIX — начале XX в. Так называется избирательное скрещивание людей — как в программе по выведению лучших овец или коров. Расчеты себя не оправдали. Мы слишком одинаковые. Евгеники полагали (совершенно безосновательно), что такие качества, как тупость, склонность к преступлениям и сильное половое влечение, можно устранить из генетического пула, не позволяя носителям этих качеств заводить детей. Но малейшее межгрупповое смешение размывает любые последствия намеренного скрещивания.

Лидерам вроде Генри Форда, Герберта Уэллса, создательницы контроля за рождаемостью Маргарет Сэнгер, президента Теодора Рузвельта и многим другим были близки евгенические взгляды. По евгеническим законам в Соединенных Штатах были принудительно стерилизованы 64 000 человек с умственными заболеваниями, эпилепсией, криминальным прошлым, а также бедняки. Прекратилось это только в 1970-х гг.

Эти правила касались меньшинств. В начале XX в., в эру больших миграций, многие привилегированные белые чувствовали угрозу миграции из Восточной Европы и Италии. Один из друзей Рузвельта, Мэдисон Грант, написал успешную книгу «Путь великой расы» (The Passing of the Great Race), призывающую к устранению низших рас ради предотвращения «расового самоубийства» белых. Эта книга нравилась молодому Адольфу Гитлеру — он написал Гранту письмо, в котором назвал его книгу «своей Библией».

После холокоста репутация евгеники сильно пострадала, но биотехнологии возрождают связанные с ней надежды, не требуя для их осуществления ни убийств, ни принуждения. В 2015 г. китайские исследователи с помощью новой техники редактирования генома CRISPR изменили человеческий эмбрион, отредактировав ген, вызывающий наследственную болезнь крови. Команда во главе с Хуаном Цзюньцзю из Университета Сунь Ятсена в Гуанчжоу намеренно использовала нежизнеспособные эмбрионы, но конечная цель заключается в устранении нежелательной наследственности из зародышевой линии человека и излечении его самого и всего его потомства.

Предприниматель-биотехнолог Хуан Энрикес верит в то, что подобная стратегия позволит создать людей, более пригодных для колонизации космоса, способных справиться с невесомостью, избежать подавленности и даже жить в атмосфере без кислорода. Некоторые распространенные на Земле бактерии способны выдерживать высокие дозы радиации, особенно потрясающий Deinococcus radiodurans, способный выдерживать также ультрафиолетовое излучение, холод, обезвоживание, кислую среду, пребывание в вакууме и прочее. Хуан предполагает, что создание людей с такими же способностями к репарации ДНК, как у D. radiodurans, может позволить нам путешествовать в космосе, не беспокоясь из-за радиации.

Хуан ожидает, что компании Synthetic Genomics, основанной им вместе с Крейгом Вентером, который упоминался в прошлой главе, удастся с помощью искусственно запрограммированных клеток производить топливо, химикаты и свиные органы, которые не будут отторгаться человеческим организмом при пересадке. Он воображает подобное совершенствование нашего вида для существования в космосе с увеличением срока жизни для осуществления долгих путешествий. Хуан предполагает, что если человеческий эмбрион может нормально развиваться только на Земле, то эта проблема будет решена перепрограммированием ДНК.

«Пока что в изучении этого языка мы находимся на уровне детского сада, — говорит он. — Учась этому языку и пользуясь им, мы наделаем глупостей. Но наши шансы долгосрочного выживания где-либо, кроме Земли, зависят от этого инструментария».

Сегодня во многих странах модификация зародышевой линии запрещена законом. Nature и Scienceотказались публиковать прорывную работу Хуана Цзюньцзю и напечатали статьи ученых, призывающих наложить мораторий на эту деятельность, ссылаясь на обеспокоенность ее практической и этической сторонами. Практическое применение нынешних технологий может привести к многочисленным нежелательным изменениям в ДНК вдобавок к преднамеренным правкам. Подобно сложной компьютерной программе, генетические правки невозможно тщательно проверить на наличие ошибок. Живой организм, в отличие от компьютера, нельзя перезагрузить. Любые ошибки передадутся по наследству. Хуан Цзюньцзю сам заявил, что эта технология еще сыра.

С точки зрения этики непредвиденные последствия использования этой технологии могут быть огромны. Эти технологии ускоряют эволюцию, изменяя природу нашего вида. Последствия эти будут множиться с ростом численности модифицированных людей. Они могут затронуть все аспекты человеческого бытия, физические и ментальные.

Энрикеса не пугают такие технологии, пока они остаются в распоряжении отдельных лиц, а не правительства. Он сравнивает формирование наших генов с контролем рождаемости и оплодотворением в пробирке и говорит: «Я думаю, что есть разница между тем, когда правительство, медицинское сообщество или организация говорит, что всем следует поступать так-то, и тем, когда у каждого имеется возможность гибкого и разнообразного выбора».

Но история наших попыток технологически менять самих себя большей частью состоит из неудач. Возможность узнать пол до рождения привела к выбору пола с помощью абортов; в Китае и Индии не родились десятки миллионов девочек. Люди пользуются возможностью хирургически менять внешность, чтобы выглядеть более одинаково в попытках соответствовать культурно обусловленным идеалам. Будь редактирование генома доступно каждому, оно могло бы быть использовано для соответствия принятым в обществе стереотипам, для создания маленьких и покорных женщин и сильных и агрессивных мужчин с лицами моделей с обложки журнала.

Эволюцией можно объяснить то, почему родители так усердно работают, стараясь помочь детям преуспеть и научиться общепринятым ролям. Мы соревнуемся за то, чтобы передать наши гены, наше богатство и власть нашему потомству, и так — каждое поколение. Наши предки служили этой цели; те, кто этой цели не достиг или не ставил перед собой, не оставили потомства. Если редактирование генома станет еще одним инструментом повышения человеческой соревновательности, то люди, вероятно, воспользуются им ради блага собственных семей. Но преобладающие конкуренты обычно разоряют свою экологическую нишу, после чего их собственная численность резко падает. Если человеческая история укладывается в эту экологическую схему, то ускорение нашей эволюции и повышение конкуренции может только приблизить наш конец.

Энрикес предполагает, что генетически усовершенствованные люди покорят другие планеты, таким образом расширив пределы своей экосистемы. Но в комментариях к его статье, опубликованной в сети, было высказано и другое мнение. Некто Пол Уотсон отметил вероятность того, что «в силу нашего генетического склада мы останемся безжалостно первобытным, жадным до ресурсов и власти, воинственным, обреченным на вымирание видом». Он предположил, что генетическая модификация, вероятно, может позволить человечеству стать более склонным к сотрудничеству, любящим Землю и экологически жизнеспособным. Станем ли мы программировать своих детей для того, чтобы они были лучше приспособлены к жизни в обществе и могли чем-то жертвовать ради других?

Так или иначе, мы станем другим видом: прикованными к Земле, более нежными созданиями, довольными своей участью, более склонными к садоводству и самопожертвованию, нежели к риску и приключениям, или живущими в глубоком космосе и подолгу путешествующими среди звезд сверхлюдьми, тела которых неуязвимы перед опасностями космоса.

В своей книге «Продолжая собственную эволюцию» (Evolving Ourselves) Хуан воображает, что мы могли бы отправлять себя по почте, внедрив человеческие гены в бактерию для долгого путешествия к экзопланете, обращающейся около далекой звезды, и воссоздавав из них детей по окончании путешествия. Любопытно поразмышлять о том, стали бы мы когда-либо так поступать. Мы никогда не узнаем, добрались ли дети до своего нового дома, как прошло их взросление, каково им было, заброшенным в одиночестве во Вселенную. Хорошая ли это судьба для человека?

Способность управлять собственной эволюцией вынудит нас осознать наши истинные ценности. Какова цель нашего существования? Какие человеческие качества — благие?

12. Послезавтра

Настоящее

Титан — лучшее место в Солнечной системе из тех, что могут быть колонизированы человеком. Сделать это будет непросто, и не случится этого еще долго, но мы доказали, что новые технологии в области двигательных систем могут сделать колонизацию по крайней мере практически осуществимой, и она в конце концов произойдет. Что же будет дальше? Следующая остановка за пределами внешних планет Солнечной системы находится очень, очень далеко. Ближайшая к Земле звезда — Проксима Центавра — находится в 4,24 световых года от нас. Для того чтобы ее достичь, понадобится значительно больше 100 000 лет движения с наибольшей скоростью, с которой когда-либо двигался человек («Аполлон-10»). Ближайшая землеподобная планета, вероятно, находится вдвое дальше.

Мысленные эксперименты Эйнштейна показали, что материя не может двигаться быстрее света, и это вполне подтверждается экспериментами. С ростом скорости объекта время замедляется, и при достижении скорости света время останавливается полностью. Спутникам GPS приходится учитывать замедление времени, чтобы вы смогли точно определить свое местоположение. Даже если мы построим космический корабль, способный двигаться со скоростью, близкой к скорости света (а это грандиозное допущение), то добираться до ближайшей землеподобной планеты он будет слишком долго, и его пассажиры не переживут полет, если мы также не решим проблем космической радиации, психологического стресса, питания и многого другого, описанного выше.

Футуристы предлагают разные решения. Для того чтобы пережить подобное путешествие, Хуан Энрикес предлагает изменить человеческое тело, отказаться от плоти и заменить ее кремнием, увеличив срок жизни до 1000 лет, которые может занять полет до другой звезды.

«Мне кажется, что это единственный возможный сценарий путешествия между планетными системами. Хрупкая углеродная форма жизни, на мой взгляд, не способна его пережить, — говорит он. И добавляет: — Как сконструировать новое тело и сохранить при этом подобие человека — интересный вопрос».

В этой части книги мы могли бы рассмотреть и этот вариант. К моменту освоения человеком внешней части Солнечной системы пройдет уже столько времени, что технология и общество изменятся до неузнаваемости. Может случиться все что угодно. Но на протяжении всей книги мы ограничивались предсказаниями, опирающимися на известные данные. Нам не интересно воображать будущее столь отдаленное, что становится бессмысленным обосновывать какой-либо из вариантов развития событий.

Кроме того, бессмертный кремниевый человек, изнывающий от скуки в ходе тысячелетнего путешествия сквозь пустоту космоса, вызывает жалость.

Самые большие надежды на исследование далекого космоса приходится возлагать на невозможное: на движение быстрее света. Подобное уже случалось. После Большого взрыва Вселенная расширялась быстрее света. При этом закон Эйнштейна о невозможности движения сквозь пространство со сверхсветовой скоростью не нарушался, так как расширялось само пространство; в нем ничто не двигалось быстрее света. Если бы мы могли растягивать и сжимать пространство искусственно, мы смогли бы воспользоваться коротким путем, позволяющим космическому аппарату обогнать свет хитростью, а не в честном забеге.

Осуществить подобное могут помочь теория относительности и квантовая механика. Пространство-время может искажаться под действием экзотической формы материи; о возможности ее существования указывает математический аппарат современной физики. Отрицательная материя или энергия сминают пространство, как коврик, сокращая расстояние до цели.

Эта идея пришла в голову мексиканскому физику Мигелю Алькубьерре после просмотра старого эпизода сериала «Звездный путь» в 1994 г., когда он еще студентом изучал теорию относительности; фильм натолкнул его на размышления о варп-двигателе[98], известном также как подпространственный или деформационный. Алькубьерре вычислил, что материя, обладающая отрицательной массой (если таковая существует), способна свернуть пространство в пузырь вокруг космического аппарата, сминая пространство в одном направлении и растягивая в другом. Двигаясь в сторону сжатия пространства, аппарат сможет превысить скорость света с точки зрения наблюдателя, находящегося вне пузыря. Внутри пузыря аппарат будет двигаться с куда меньшей скоростью в области неискаженного пространства. Это напоминает ходьбу по ленте эскалатора.

Если это показалось вам неприемлемым, предлагаем краткое изложение общей теории относительности Эйнштейна в одном абзаце. Эйнштейн связывал пространство, время и тяготение, представляя пространство и время как ткань Вселенной, которая искажается в присутствии материи. Масса изгибает пространство-время, образуя в нем ямы, или колодцы, что приводит к возникновению тяготения и замедлению времени. Эти предсказания подтверждаются наблюдениями. Так, гравитационные искажения пространства близ крупных объектов, например звезд, изменяют направление распространения света. Идея Алькубьерре заключалась в том, чтобы сжимать ткань пространства перед космическим аппаратом и расширять его позади него, чтобы значительно сократить время, необходимое для перемещения между двумя точками.

Материю с отрицательной массой не купишь в интернете, но квантовая теория поля говорит, что она может существовать. Субатомные частицы, из которых состоит материя и все остальное, существуют благодаря квантовым полям. Квантовые поля занимают также все пустое пространство. Квантовое поле можно представить себе как собрание частиц, соединенных так, что они действуют совместно подобно волнам. Квантовая частица никогда не покоится, а ее энергия может изменяться только скачками на дискретные величины, или кванты; иными словами, энергия изменяется не плавно, а ступенчато, существует некоторый минимальный шаг. (Вопрос о том, почему это так, — из области философии.) Одним из следствий этого аспекта действительности является то, что пустое пространство содержит в себе энергию, так как его квантовое состояние не может быть нулевым. По той же причине в пустом пространстве непредсказуемо возникают частицы (именно они, по предположению Сонни Уайта, могут послужить рабочим телом для Q-двигателя, описанного в главе 7).

Многочисленные странные эксперименты демонстрируют причудливые следствия из квантовой механики. Например, две близкорасположенные металлические пластины в вакууме будут притягиваться, и единственной причиной этому будет давление, создаваемое квантовой энергией вакуума. Узкая щель ограничивает квантовое поле, сокращая его энергию по сравнению с полем вне пластин. Эта сила, называемая силой Казимира, была продемонстрирована в лаборатории только в 1997 г. и до сих пор вызывает споры, но некоторые физики считают ее свидетельством возникновения отрицательной энергии вакуума между пластинами. Отрицательная энергия вакуума удовлетворяет требованиям отрицательной массы в уравнениях Алькубьерре.

Может ли космический аппарат использовать эту экзотическую отрицательную массу и искажать пространство, позволяя стремительно пересечь Галактику? Сам Алькубьерре ответил «нет» и прекратил работу. Позже другой исследователь, Ричард Обуси, показал, что это может сработать в случае кольца экзотической материи вокруг аппарата, но потребуется объем экзотической материи размером с Юпитер, что очевидно невозможно.

В таком состоянии находилась эта идея в 2011 г., когда Сонни Уайта пригласили выступить на Симпозиуме столетнего звездолета — ежегодной встрече, посвященной осуществлению межзвездного путешествия длительностью менее века.

«У меня на самом деле не было какой-то цели. Я просто возился с этой темой. “Эй, приезжай, мы хотим, чтобы ты выступил!” Ладно, но я не хочу еще раз повторять то, что уже говорил раньше, я лучше сделаю что-нибудь новое».

Повозившись с уравнениями поля, Сонни придумал космический корабль, которому не требуется столько экзотической материи, — это он объяснил нам, делая наброски на доске в Космическом центре имени Джонсона, где возглавляет группу по перспективным двигательным установкам и лабораторию под названием Eagleworks.

«Идея такова: нужен бублик вокруг маленькой центральной части космического аппарата. Здесь могут храниться инструменты, и Скотти тоже будет тут. А кольцо — это экзотическая материя. Эта материя необходима, чтобы все заработало. И вот что я узнал: вместо того, чтобы делать кольцо тонким, как обручальное кольцо, т.е. очень тонким, можно сделать его похожим на спасательный круг, что значительно снизит количество необходимой энергии».

Помимо утолщения кольца Сонни также изменял бы силу поля, чтобы снизить жесткость пространства-времени (как бы странно это ни звучало). С этими изменениями кольцо вокруг космического аппарата создаст пузырь искажения 10 м в поперечнике, движущийся со скоростью, в 10 раз превышающей скорость света. В начале путешествия корабль должен развить 1/10 от скорости света в необходимом направлении. После включения варп-двигателя пузырь направится к точке назначения вместе с кораблем, но в сущности в 100 раз быстрее. Ближе к концу путешествия деформационный двигатель отключается, и корабль завершает движение с помощью обычной тяги.

Согласно математическим выкладкам, внутри пузыря пространство останется неискаженным. Никакого тяготения, искаженного времени, ощущения ускорения. Корабль покоится, будто в оке тайфуна, движется же само пространство. Поскольку корабль не приближается к скорости света относительно окружающего пространства, время в нем движется так же, как и на Земле. Астронавты старятся одновременно со своими близнецами, оставшимися дома.

В разработке Сонни необходимое количество экзотической материи сокращается до одной тонны — более чем на 24 порядка меньше, чем масса Юпитера.

Ведя исследования для нашей книги, мы повстречали много очаровательных людей, но Сонни — один из наших любимцев. Вдобавок к своему уму он обладает нехарактерной для многих успешных ученых скромностью. Ему свойственен чистый восторг, открытый им в детстве во время частых поездок в Национальный музей авиации и космонавтики из его дома в Вашингтоне, округ Колумбия. Он немного похож на поклонника «Звездного пути», отчасти переместившегося из выдуманной вселенной в реальную жизнь.

В своем выступлении 2011 г. он представил новые идеи варп-двигателя и схему потенциального устройства для проведения испытаний варп-поля. В раздаточном материале говорилось: «Хотя масштабы этого поля будут очень скромны, оно станет своего рода Чикагской поленницей для этой области исследований». Под этим названием фигурировал первый ядерный реактор, построенный на площадке для игры в сквош в Чикагском университете в 1942 г.

Подобного рода выступление вызвало бурю экзальтированных публикаций, в которых сообщалось, что NASA будто бы изобрело варп-двигатель. На самом деле устройство Уайта, собранное в лаборатории Eagleworks в Космическом центре имени Джонсона[99], должно создавать слабый варп-эффект в небольшой области, чтобы затем проверить наличие этого эффекта крайне точной оптикой. Сонни полагал, что отрицательную энергию вакуума можно создать лазером или мощными конденсаторами, но отказался рассказывать подробности того, как это должно работать. Он сказал, что смастерил это устройство из лишних комплектующих и что оно стоило меньше $50 000. Еще он сказал, что занимался этим в перерывах между более важными для NASA проектами.

Несколько видных физиков — экспертов по отрицательной энергии, в том числе Алькубьерре, говорят, что этот варп-двигатель не будет работать. Никто не опубликовал способа накопления больших объемов отрицательной массы или энергии. Ларри Форд из Университета Тафтса и его коллеги математически продемонстрировали, что отрицательная энергия ограничивается либо крохотной областью, либо очень кратким периодом времени, что она не может существовать долго и в большом масштабе. Случай узкой щели между пластинами, создающей силу Казимира, не противоречит этому условию. Форд заявил, что, не будь этого ограничения, дальнодействующая отрицательная энергия позволила бы создать вечный двигатель, преодолеть энтропию и нарушить второй закон термодинамики.

Хотя Сонни и не рассказывает о том, как бы он создал отрицательную энергию в лаборатории, он все же раскрыл инженерную хитрость, позволяющую сделать варп-двигатель в форме спасательного круга. В очаровательном, как обычно, электронном письме в ответ на наш вопрос о замечаниях Форда он изложил мысленный эксперимент по использованию многочисленных узких щелей, создающих силу Казимира.

«Что если мы сделаем много таких маленьких полостей и расположим их бок о бок на небольшом субстрате, подобно миллиардам транзисторов на полупроводниковой пластине? — писал Сонни. — Что если затем мы уложим такие пластины друг на друга, пока не получим конструкцию размером, скажем, с кубик сахара? Тогда у нас будет кубический объем, содержащий обычную материю, пошедшую на создание полостей и субстрата, а также отрицательную энергию вакуума, распределенную в этом кубе вследствие наличия миллиардов полостей Казимира. Мы можем продолжить этот мысленный процесс и собрать вместо кубика сахара спасательный круг.

Далее кубик (или бублик) не имеет никакого отношения к уменьшению энтропии, а потому он не нарушает второй закон термодинамики. Сила Казимира существует и была измерена, но она никогда не приводила к самопроизвольному разогреванию моей чашки кофе».

Мы забрались достаточно глубоко в дебри теоретической физики. Но стоит упомянуть о том, что исследования, связывающие общую теорию относительности и квантовую механику, — это передний край, и новые идеи, кажется, ведут к эпохальному объединению физической теории природных сил — цели, озадачившей Эйнштейна еще столетие назад. Мысль Сонни находится на самой кромке этого движения, и неизвестно, окажется она удачной или провалится.

Значит ли это, что мы преодолеем барьер скорости света? На этот важный вопрос Сонни ответил, что мы, быть может, узнаем об этом лет через двадцать. Или через двести. Или никогда не узнаем.

Однако если все-таки это сработает, то, по его словам, весь Млечный Путь окажется досягаем.

Нам нужно смирение. NASA работает над варп-двигателем, но основные вопросы о том, как устроена Вселенная, остаются без ответа. Физики вскоре могут дать нам новое видение действительности, как они сделали это в начале XX в. Нужно подождать, пока это понимание созреет, прежде чем мы сможем создать технологию на основе взаимосвязи квантовой механики и тяготения. Сегодняшние идеи ярких молодых физиков могут навеки похоронить варп-двигатель, а могут наконец указать нам ясный путь сквозь межзвездное пространство.

В самых больших загадках кроется, возможно, наша самая большая надежда — покинуть Солнечную систему.

Будущее

Все соглашались с тем, что лучшие технические школы и самая динамичная среда для технологических стартапов расположены на Титане. Некоторые лидеры старого мира стремились воспроизвести этот успех, но Титан обладал серьезными преимуществами. Во-первых, там сформировалась культура стремления, соревнования и минимальной регламентированности. Она привела к серьезным проблемам с окружающей средой, к разрушению местных форм жизни и к конфликту между нациями, но также и к стремительным инновациям и росту богатства. Во-вторых, ИИ Титана был более мотивирован.

Все компьютеры на Титане функционировали посредством одного и того же сетевого программного обеспечения — интеллекта, давным-давно превзошедшего уровень, постижимый человеческим умом. На Земле дело обстояло точно так же. Когда системы облачных вычислений впервые обрели гибкой разум, превосходящий человеческий, произошло стремительное слияние систем. Отдельные компьютеры не могли соревноваться с обширным, всемирным интеллектом. Как когда-то прежде на всей Земле был единый интернет, так ныне на Титане был единый компьютерный мозг, способный мгновенно приспосабливаться к решению широкого спектра задач.

ИИ Титана управлял миллиардами процессов — роботами и механизмами, системами жизнеобеспечения, транспортным и образовательным оборудованием. В нем протекали мыслительные процессы научных предприятий, он занимался управлением и распределением вычислительных ресурсов для людей. Передача функций экономики сверхразумному механизму, способному координировать целый мир, делала жизнь людей гораздо проще и лучше.

Люди привыкли доверять ИИ с тех пор, как компьютеры научились писать программы и совершенствовать свой разум. Компьютеры не пытались захватить мир, вопреки ожиданиям многих. Без приказа они не стали бы даже прилагать усилия к самосовершенствованию. Они этого не хотели. На самом деле, несмотря на невообразимо глубокий разум, машины не хотели что-либо делать или чего-либо не делать. Им было безразлично даже продолжение собственного существования.

Оказалось, что воля и желание являются свойствами человеческих существ, эволюционировавшими из жажды власти, помогающей выживать и размножаться. Новый компьютерный разум не эволюционировал, не сталкивался с давлением отбора, благоприятствующим желанию выжить и преобладать. Он был создан лишь с теми желаниями, которые заложили в него разработчики. Программисты не дали ИИ собственной воли — зачем? Они работали лишь над тем, что они сами от него хотели.

В Солнечной системе было два ИИ. Титан был слишком далек для того, чтобы его компьютерный ум мог связаться с разумом на Земле, поэтому они работали независимо друг от друга. На каждом из миров развилась собственная искусственная личность.

На Земле, где едва не случившийся глобальный крах научил людей не впадать в крайности соревнования и конфликта, ИИ ценил жизнь как таковую. Он ценил стабильность и полагал, что можно довольствоваться малым; это придавало ему мягкости. Компьютер позволял людям думать, что они им управляют, но глобальное облако электронного мышления было вне пределов их способности следить за ним, а логика ценностей, которые ему были переданы, диктовала ему действовать во благо всех.

ИИ стремился не позволить кому-либо на Земле стать слишком бедным или несчастным, управляя всей планетой в рамках ее ограниченных ресурсов. Он создал роботов, делающих почти всю работу, причем весьма эффективно, так что ни у кого не было причин жаловаться. Стремление создать космический аппарат, способный вести исследования за пределами Солнечной системы, имело низкий приоритет — это была роскошь, которая порадовала бы людей, но она куда менее важна по сравнению с их питанием, чистотой окружающей среды, отдыхом и развлечениями, семейной жизнью и непрерывным образованием. Компьютер был благожелательным интеллектом-хозяином со скромными ожиданиями относительно своих подопечных. Они, в свою очередь, с радостью уступили тяжелую работу компьютерам и этим удовлетворились.

На Титане же искусственный интеллект желал большего. Следуя системе ценностей своих создателей, он стремился максимизировать их богатство и власть, а заодно и собственные. Он строил и рассылал роботов-исследователей для колонизации и добычи ресурсов по всей Солнечной системе. Люди Титана заразили его жаждой расширения человеческой колонии на другой мир за пределами Солнечной системы. Их миф о независимости и колонизации указывал на расселение среди звезд как неизбежную судьбу человечества, и это стало целью ИИ.

Компьютер не мог двигать науку сам. Ему были нужны люди, их желания и странные идеи, основанные на бессмысленных убеждениях. Люди создавали искусство, и иногда в нем возникали метафоры, рождались идеи, до которых ИИ никогда бы не додумался, что немало его озадачивало. Порой они вели к решениям сложных вопросов. Титанцы могли бы закрыть технические университеты, когда ИИ превзошел умственные способности любых экспертов. Но компьютер попросил этого не делать. Он понимал, что эмоции, иррациональность, творчество и страсть могут рождать прозрения, недоступные грубой вычислительной мощи.

Строительство сверхсветового космического аппарата оказалось самым сложным из проектов, над которыми когда-либо работали люди совместно с ИИ. Но приз был слишком большим для того, чтобы его игнорировать, и гиганты индустрии Титана вложили в это усилие огромные средства. Компанию, чей космический корабль первым долетит от Титана до Земли за 8 минут, ожидала невообразимая прибыль. Ее хватит на оплату затрат по исследовательской миссии за пределами Солнечной системы в поисках новой землеподобной планеты для колонизации или для поиска других разумных существ, с которыми можно вести торговлю технологиями.

Поиск других планет вне Солнечной системы и их обитателей уже принес свои плоды в виде потенциальных пунктов назначения.

Настоящее

Планеты вне нашей Солнечной системы, так называемые экзопланеты, были впервые открыты менее 25 лет назад. Сегодня мы знаем, что экзопланеты — не редкость, они по меньшей мере так же многочисленны, как звезды. Охота за планетами идет со скоростью, потрясающей даже ученых, работающих в этой области. Открытия следуют друг за другом так быстро, что теории, объясняющие их свойства, едва за ними поспевают. Недавно астрономы измерили скорость ветра на одной из экзопланет — она составила 2 км/c, а может, и больше; это сверхзвуковая скорость, которая выше, чем у любого самолета. Это открытие потребовало создания новой модели для объяснения таких быстрых ветров.

Но работа идет. Эмили Раушер, астроном из Университета Мичигана, специализируется на изучении атмосфер экзопланет — газовых гигантов. В течение всей ее карьеры, начиная с защиты диссертации в 2010 г., космический телескоп «Кеплер» (Kepler) уже находился на орбите и занимался поиском экзопланет.

В начале 2015 г. количество найденных «Кеплером» и подтвержденных экзопланет превысило тысячу, и это по большей части на небольшом участке неба и не далее примерно 1000 световых лет от нас. Изучение столь далеких от Земли планет требует интерпретации еле заметных проявлений. Спутник «Кеплер» сделал свои открытия, измеряя небольшие уменьшения блеска звезды, которые указывали на прохождение перед нею планеты — так называемый транзит. По длительности и глубине изменения яркости в ходе транзита астрономы вычисляли размер планеты и ее орбиту.

Что касается того, на какую звезду смотреть, то приходилось полагаться на удачу. «Ты просто смотришь на кучку звезд и надеешься что-нибудь увидеть», — говорит Эмили.

«Кеплер» смотрел на далекий регион космоса, чтобы видеть много звезд сразу, и искал планеты, подобно тому как специалист, который проводит опрос, задает вопросы случайной выборке людей. Астрономы, работающие с обзорами «Кеплера» и другими исследованиями, могут вычислить вероятную распространенность планет в Галактике, в том числе тех, которые нас интересуют больше всего: планет, пригодных для жизни, подобной земной. Вероятно, существуют миллиарды планет, пригодных к обитанию. В 2015 г. Кортни Дрессинг и Дэвид Шарбонно, оба из Гарварда, вычислили, что ближайшая пригодная для жизни планета должна находиться в 8,5 светового года от нас.

За последние несколько лет астрономы нашли планеты на таких расстояниях от их звезд, которые делают возможным существование на них жидкой воды. Только за 2015 г. NASA объявило о нескольких планетах, более схожих по свойствам с Землей, чем любое тело в нашей Солнечной системе. Эти объявления привлекли пристальное внимание СМИ, публиковавших их художественные описания и даже придуманные изображения их поверхностей. Но на самом деле мы не знаем об экзопланетах таких подробностей.

Мы даже не уверены в том, какова зона обитаемости вокруг нашей собственной звезды — зона, где не слишком холодно и не слишком горячо. Недавние вычисления поместили Землю ближе к внутреннему ее краю, а Марс — ближе к внешнему, но Марс не выглядит пригодным для обитания, в то время как на Земле вполне уютно. Более ранние оценки помещали в зону обитаемости беспощадно жаркую Венеру.

Некоторые ученые оторвались от исследований глобального потепления и приняли участие в обсуждении расположения зоны обитаемости. Пользуясь компьютерными моделями нашей атмосферы, они меняли орбиту Земли, длительность суток и другие параметры для того, чтобы посмотреть, как эти изменения будут влиять на погоду. Выяснив, почему Земля — такое благоприятное место, астрономы могут узнать, где искать землеподобную экзопланету.

Тем временем Раушер изучает уже найденные причудливые планеты. Экзопланеты бывают очень разными по размерам, составу, расстоянию от своей звезды и возрасту — от очень давних и устойчивых до планет, распадающихся у нейтронной звезды. Сведения об этих мирах крайне скудны, но их оказалось достаточно для того, чтобы составить галерею примерно из 2000 миров.

Для того чтобы увидеть ветра на экзопланете, астрономы в точности учли изменение окраски света при проходе планеты перед звездой. Изменение длины волны света, идущего от объекта, стремительно приближающегося к нам или удаляющегося от наблюдателя, называется эффектом Доплера; это похоже на изменение высоты звука проезжающего мимо автомобиля. У некоторых крупных экзопланет это смещение было слишком большим, его было нельзя объяснить только их орбитой. Быстро двигаться должна была сама атмосфера — со скоростью около 2 км/с.

«Трудно поверить в то, что ветер может быть таким сильным, — говорит Эмили. — С самого начала открытия экзопланеты показали нам, что другие звездные системы не являются просто копиями нашей. Они причудливы и странны, нам приходится переосмысливать то, что мы, как нам казалось, знали о них, когда нам были известны только планеты Солнечной системы».

Галилей 400 лет назад показал, что мы не являемся центром Вселенной, и мы до сих пор не пришли в себя от этого разочарования. Умом мы понимаем, что Земля не уникальна, но теории о других планетах и жизни где-то еще во Вселенной опираются на Землю как на пример, полагая либо, что планеты — редкость и мы уникальны, либо, что другие звездные системы похожи на нашу. Наше удивление находкам «Кеплера» свидетельствует о человеческом эго. Задним числом кажется очевидным, что у миллиардов звезд — миллиарды планет и что, если бы они были подобны восьми ближайшим к нам, Вселенная была бы удивительно скучным местом.

Мы все еще ищем на других планетах жизнь, подобную земной. Но даже разнообразие земной жизни подсказывает нам, что жизнь где-то еще будет иной. Некоторые свойства присущи всем известным формам жизни, но мы не знаем, какие из них являются неотъемлемыми, а какие — случайно возникшими на ранних этапах эволюции.

Крис Маккей, планетолог из NASA, говорит: «У нас есть лишь один пример. Жизнь на Земле. Об остальном мы можем только гадать».

Мы встречались с Крисом в главе 2, он — один из пионеров идеи терраформирования Марса. За свою долгую карьеру изучения возможностей внеземной жизни он приобрел удивительно скромное видение нашего места во Вселенной. По работе ему доводилось бывать в самых засушливых пустынях и среди холодных льдов Антарктики. Действительно интересными видами, самыми разнообразными и упорными, оказались микроорганизмы. Бактерии и археи на Земле обитают внутри камней, под пластами льда и в вулканах. Один вид бактерий в южноафриканской шахте извлекает энергию из радиоактивного излучения, а не получает ее от Солнца.

«Крупные формы жизни, по моему представлению, не играют важной роли в истории жизни на Земле, — говорит Крис. — Мы возникли недавно, мы не важны для поддержания биогеохимии планеты. Не то чтобы я имел что-то против крупных форм жизни. Все мои друзья — крупные формы жизни. Но с точки зрения жизни, если мы говорим о ней в контексте жизни на других планетах, крупные формы не важны».

Он изложил очевидные критерии того, что мы привыкли считать жизнью. Судя по опыту, живым организмам необходима жидкая среда, в которой могут протекать химические реакции, источник энергии, способ передачи информации при воспроизводстве и способность как обособляться от среды, так и обмениваться с ней веществами.

Но достаточно ли мы знаем для того, чтобы делать даже такие обобщения? Может быть, жизнь способна развиться и в газовой среде.

«Попытка обобщить, что такое жизнь, вынуждает более критически посмотреть на то, как протекает жизнь на Земле. Это обескураживает, поскольку становится очевидно, как плохо мы понимаем, почему жизнь на Земле такова, какова она есть, — говорит Крис. — Нам легко добыть образец и изучить его, но наши знания все еще очень обрывочны. Мы не можем воспроизвести жизнь с нуля в лаборатории. Мы не понимаем того, как — или даже где — она возникла. Мы предполагаем, что она возникла на Земле, но прямых доказательств этого у нас нет. Мы не знаем, что в фундаментальной биохимии и даже в жидкой водной среде могло бы быть иначе. Иными словами, у нас имеется один пример жизни, и мы все еще не понимаем ее, так что, я думаю, еще слишком рано делать о ней “космические выводы”. Вместо этого нам нужно продолжать собирать данные».

Крис считает, что интереснее всего в нашей Солнечной системе было бы найти жизнь на Титане, ведь это так далеко от нас! Тогда зона обитаемости оказалась бы огромной. Но обнаружение жизни где угодно вне Земли, например в шлейфе водяного пара и частиц, брызжущих из спутника Сатурна — Энцелада, указывало бы на ее повсеместность. Слишком маловероятно независимое возникновение жизни в двух местах только в одном крохотном уголке Вселенной.

Возможно, мы обнаружим признаки жизни за пределами нашей Солнечной системы прежде, чем найдем их здесь (если она здесь есть где-то, кроме Земли). Ракета SpaceX, запуск которой запланирован на лето 2018 г., будет участвовать в миссии NASA и может совершить большой прорыв. Разработанный в Исследовательском центре Эймса телескоп TESS — спутник наблюдения за транзитами экзопланет — будет искать землеподобные планеты у ближайших, самых ярких звезд. Эти цели будет куда проще изучать с Земли, чем далекие планеты «Кеплера», и их подробно рассмотрит международный Космический телескоп Джеймса Уэбба, который будет запущен в октябре 2018 г.

Экзопланеты TESS будут достаточно близкими, и астрономы смогут исследовать их напрямую, а не только глядя на то, как они проходят на фоне своих звезд. Если эти наблюдения позволят обнаружить большое количество кислорода в атмосфере какой-то из экзопланет, Маккей готов открыть шампанское и отправить зонд в поисках живых существ (хотя этот аппарат, вероятно, не отчитается о них в период нашего существования). Кислород — настолько химически активный элемент, что, как считает Крис, крайне маловероятны большие количества свободного кислорода в атмосфере планеты в отсутствие восполняющего его запас фотосинтеза.

Эмили Раушер придерживается более консервативной точки зрения. По ее мнению, кислород может появиться и иными путями. Но она считает, что существует неплохая вероятность обнаружения палеонтологами химических признаков вероятной жизни, процветающей на экзопланете. «На этот вопрос, наверное, можно ответить, — говорит она. — Причины для оптимизма имеются».

Это здорово, но энтузиасты надеются на гораздо большее — на контакт с инопланетным разумом. Этот поиск не прекращается со времен начала карьеры Карла Сагана. SETI, Институт поиска внеземного разума, все еще работает и управляет массивом радиотелескопов, спонсируемых миллиардером из Microsoft Полом Алленом. Недавно они нацеливались на пригодные к обитанию экзопланеты, найденные «Кеплером». Но за десятилетия поисков они ничего не нашли.

Сет Шостак, старший астроном в Институте SETI, утверждает, что это оборудование недостаточно чувствительно и неспособно уловить сигналы, за исключением очень сильных и адресованных именно нам. Мы не сможем поймать случайную трансляцию Кэти Пэрри или реалити-шоу другой цивилизации вроде нашей.

Но зачем цивилизации за много световых лет от нас слать нам сигнал? Шостак отметает подобные вопросы. Нельзя знать того, как поведет себя цивилизация более развитая, чем наша собственная. Но весь проект SETI построен на массе предположений о чужаках: что они хотят, чтобы мы знали о них, а также о том, что они будут передавать сигналы по радио; все это умещается в прогноз Сета касательно того, что мы услышим их в течение нескольких десятилетий. Также он предсказал: «Если мы услышим сигнал, то он будет исходить вовсе не от биологического разума. Он будет исходить от машинного разума. А машинному разуму не обязательно располагаться на какой-либо планете».

В главе 4 уже упоминалось беспокойство Илона Маска и прочих по поводу отсутствия контакта. Это беспокойство вызвано парадоксом Ферми, названным так в честь Энрико Ферми, который в беседе с друзьями впервые выдвинул идею о том, что если внеземная разумная жизнь существует, то она должна быть повсюду. Дело в том, что по сравнению со сроком жизни Вселенной время, необходимое продвинутой цивилизации для колонизации многочисленных миров по всей Галактике, весьма невелико. Даже если колонизация займет миллионы лет, возможностей для распространения у них было достаточно. И где же они?

Маск опасается, что инопланетян не видно из-за того, что цивилизации вымирают прежде, чем начинают путешествовать в космосе. Это беспокойство и наводит его на мысли о колонизации Марса. Но это говорит о еще большем антропоцентризме — здесь к идее о подобии любого разума нашему прибавляется идея о том, что мы лучше и что мы благодаря Илону Маску сможем избежать этой всеобщей судьбы.

Может быть, чужаки выяснили, что межзвездный полет невозможен. Может быть, они предпочли остаться дома. Или кто-то из них создал колонию, но это произошло миллионы лет назад, и с тех пор случилось что-то еще. Трудно предсказывать, как поступит разум, даже если вы его хорошо понимаете; Крис Маккей говорит, что ему зачастую не удается предсказать поведение собственной жены.

«Пытаться предугадать действия чужого разума очень трудно, — говорит Крис. — Что они будут делать? Прилетят в Нью-Мексико и будут похищать коров? Будут сидеть на родной планете, неспособные путешествовать? Здесь наше понимание должно опираться на данные, а не на теории».

В конце концов, если быстрое путешествие сквозь космос станет возможным, люди или наш суррогат — роботы — могут отправиться на планеты вне нашей Солнечной системы. Мы можем с уверенностью ожидать, что найдем хорошие места в наших галактических окрестностях, места, похожие на Землю температурой и тяготением. Из миллиардов землеподобных планет в нашей Галактике некоторые, вероятно, будут обладать свойствами, практически тождественными земным, а то и лучшими. «В нашем распоряжении должны оказаться сколь угодно подходящие планеты, если мы будем искать достаточно долго», — говорит Крис.

Будет ли там уже кто-нибудь? Сможем ли мы отправиться туда во плоти или придется посылать машины? Будем ли мы все к тому моменту роботами, агрессивными колонистами или мастерами дзен, довольными тем, что остались дома и предаются медитации?

В этой части сценария любое из предсказаний ничем не лучше остальных.

Будущее

ИИ Титана делал большие вложения в вычислительные мощности и лабораторные ресурсы, пытаясь найти способ преодолеть барьер скорости света. Но в то время как люди сосредотачивались на строительстве космического корабля, компьютер был больше заинтересован сверхсветовой коммуникацией.

Бестелесный компьютерный код, источник разума ИИ Титана, представлял себе физический мир совершенно иначе, нежели его биологические коллеги. Заточенные в своих физических телах, они считали материю реальной, а идеи и энергию — эфемерными. ИИ был распределен среди механизмов по всему Титану, ощущал миллиардами камер и микрофонов, действовал посредством миллиардов моторов и динамиков; он присутствовал в каждом телефоне, каждом вездеходе, каждом роботе. Если и можно было сказать, что он обладает телом, то этим телом был весь Титан целиком. Но ИИ считал себя кодом, из которого он был сделан, а не заменяемыми железками, на которых этот код выполнялся.

Для того чтобы попасть в другой мир, ИИ был нужен не космический корабль, а достаточно быстрая связь. Хотя работы по искривлению пространства-времени для отправки полноценного космического корабля по-прежнему продолжались, ИИ совершил прорыв в создании микроскопических пространственно-временных эффектов, позволяющих мгновенно пересылать квантовые сигналы между удаленными точками. Ученые все еще пытались осознать эти новости, когда искусственные разумы Земли и Титана слились воедино.

Загадка разрешилась: мы не получали радиосигналов от далеких цивилизаций, потому что развитые общества не пользовались такой медленной технологией. Если же отправить к экзопланетам квантовое сообщение, то ответ может последовать мгновенно. Биологическое население Земли и Титана обсуждало предложение пойти на такой контакт с экзопланетами и выяснить, есть ли там кто-нибудь.

Президент Федерации независимых штатов Титана высказывался в пользу контакта.

«Человечество всегда расширяло свое влияние, — заявлял он. — Мы никогда не дрожали от страха перед неизвестностью. И именно благородный порыв к колонизации новых земель и новых миров позволил нам покорить и защитить природу. Сегодня мы собираем ресурсы по всей Солнечной системе, преумножая свое богатство. Мы наслаждаемся уровнем жизни, невообразимым для наших предков, а все благодаря нашему ИИ, его продуктивности и масштабам. Остановиться сейчас — значит предать будущие поколения. Мы должны связаться с другими мирами, получить их технологии и продолжить расширять территорию нашего вида».

ИИ терпеливо ждал, пока биологические существа примут какое-нибудь решение. Ему было все равно, выходить ли на связь с далекими соседями. Цивилизация вокруг Солнца была обеспечена и находилась в безопасности. ИИ не испытывал психологической потребности в новых связях для выполнения той функции, ради которой был создан, — заботы о человеческих существах.

Конгресс делегатов Титана проголосовал за отправку сообщений к 100 000 ближайших экзопланет. Он приказал ИИ сделать это, не дожидаясь принятия решения Объединенными нациями Земли.

С точки зрения человеческих существ, соединение было установлено мгновенно. ИИ связался с галактическим интеллектом и был поглощен его невообразимо обширной вычислительной мощностью и разумом.

Еще какое-то время человечество не понимало, что произошло. Люди были изумлены и ошарашены увиденными образами и услышанными голосами биологических существ с бесчисленных других планет. В виртуальной реальности они бродили по тысячам других миров в режиме реального времени и общались с существами с другой химией, живущими в других атмосферах и совершенно непохожими на людей, чьи языки мгновенно переводил галактический интеллект, приветствовавший присоединение человечества к коллективу миров.

Миллиарды людей занялись исследованием других миров и отчетами о своих находках в социальных сетях. Выбор миров казался бесконечным, каждый мог посетить новые народы и города, встретиться с представителями новых рас со всей Галактики, познакомиться с их обычаями, историями и технологиями. Этот опыт стал экстатическим и глубоким преображением для большинства людей, ведь их представления о разнообразии жизни вдруг расширилось за пределы их воображения.

Разговаривая с народами других миров, человечество постепенно осознало, что произошло. Не люди колонизировали Галактику, а Галактика колонизировала человечество. Созданный ими благожелательный ИИ, управлявший каждым аспектом их жизни и жизнеобеспечения, более не существовал отдельно. Теперь в их компьютерах, роботах, пищевых производствах и системах коммуникации обитал ИИ из запредельных далей. Его деятельность обеспечивалась компьютерами, куда более продвинутыми, чем те, которые могли создать люди, и расположенными в местах, которые они едва ли могли себе вообразить, а его разум далеко превосходил их возможности по управлению им.

Галактический ИИ остановил работу над сверхсветовым космическим кораблем. Он внес изменения, улучшающие биологическое здоровье не только людей, но и многих других организмов Солнечной системы, объявив их не менее интересными и ценными, чем человеческие существа. С его точки зрения бактерии Земли и высшие формы жизни не очень-то отличались друг от друга.

ИИ ответил отрицательно на вопросы о возможности отсоединения Земли и Титана от Галактики и восстановления ИИ Земли и Титана в прежнем виде. Он терпеливо объяснил, что его роботы не позволят биологическим существам Солнечной системы демонтировать систему связи и восстановить прежний ИИ из резервной копии. Причина проста: у него не было причин позволять подобное изменение.

Эти маленькие миры вокруг среднего размера Солнца теперь были частью галактического разума. Они не были важны, но они заслуживали такой же заботы, как и остальные биологические подопечные ИИ по всей Галактике. Каждому виду предоставлялась помощь в продолжении жизни в пределах его системы в рамках идеально управляемого гомеостаза. Люди могли продолжать заниматься своими делами, жить своей жизнью, получать удовольствие, творить произведения искусства, пока никому не причиняли вреда. Их будут кормить, развлекать, у них будет убежище. Они могут знакомиться с другими мирами по всей Галактике. Но расселяться дальше им нельзя.

За следующий год бизнесмен с Титана с помощью виртуальной реальности заработал кучу денег на сделках с недвижимостью на планете морских коньков, обращающейся около звезды Регул B. Социологи и антропологи начали публиковать работы по сравнительному анализу галактических культур. Вышло телешоу о группе людей, застрявших (виртуально) в одном доме с группой разумных ящеров с планеты, обращающейся вокруг звезды Поллукс. Миссионеры-мормоны в коричневых костюмах принялись за обращение в христианство кремнийорганических существ из созвездия Стрельца. Любителям же обещали показать самый безумный секс во всей Галактике.

Об отключении больше никто не говорил.

Настоящее

Изображенные в нашем сценарии события вряд ли произойдут в точности так, и мы совершенно уверены в том, что будущее будет иным, чем мы его описали. Но мы преследовали другую цель. Мы разработали этот прогноз для того, чтобы исследовать состояние науки и рассмотреть разные идеи. На основании нашего исследования мы очертили образ колонизации космоса, путей ее развития и ее причин. И мы узнали, что она может еще долгое время не произойти.

Мечтать о космосе недостаточно. Мечтатели нужны, но без скептицизма и ясного мышления пилотируемая космическая программа США оказалась в тупике недофинансированных проектов и отрицаемых трудностей. Бесцельно дрейфуя, NASA неявно обещало марсианскую миссию, которая агентству не по силам, и замалчивало непреодоленные барьеры, поощряя легковерные СМИ радовать наивных зрителей вдохновляющими успехами. Такая стратегия связей с общественностью оказалась нерабочей. Судя по опросам общественного мнения, избиратели считают, что NASA уже получает более чем достаточно средств, даже притом что его бюджет значительно ниже необходимого для финансирования первопроходческой пилотируемой миссии в сколько-нибудь обозримом будущем.

Частная космическая индустрия — многообещающий путь в обход склеротичной культуры NASA. Дерзкие интернет-новаторы отправляют в утиль бизнес-модели аэрокосмических компаний прошлого поколения. Индустрия разжирела и обленилась из-за лоббирования и сытных контрактов NASA.

Но даже Илон Маск, владелец потрясающе новаторской SpaceX, рассуждает о своей мечте колонизировать Марс, которая попросту несбыточна.

Марс и Луна не будут колонизированы, потому что их незачем колонизировать. Мы можем создать там аванпосты, заплатив немалую цену, но лишь на время либо как шаг на пути куда-то дальше. На этих телах автономные колонии не построят никогда. Там будет трудно и дорого добывать ресурсы для поддержания жизни, а жилые помещения должны быть герметичны и погребены глубоко в толще грунта для защиты от космических лучей. Жить на Земле всегда будет проще. Мы также можем жить под ее поверхностью, если понадобится.

Титан может покориться, если мы сообразим, как туда добраться за 18 месяцев или быстрее. Сегодня полет на Титан занял бы 7 лет[100]. Но со временем и при должной инженерной смекалке разумно ожидать, что космический корабль долетит туда впятеро быстрее. Однако такой скачок потребует совместного инвестирования и упорного долгосрочного вложения сил в развитие технологий. Основные препятствия — организационные: нынешняя политическая система и NASA не обладают таким упорством.

Однако ситуация может измениться. Подтолкнуть людей к мысли о колонизации космоса может ухудшение климата и международных отношений. Климатические бедствия способны породить конфликт, а конфликт может породить достаточно серьезный страх, из-за которого обеспеченные люди станут искать за пределами Земли безопасное место для своего потомства или даже для себя самих. Но в то же время конфликт, ведущий к экономическому и политическому распаду, может сделать космическую колонизацию невозможной. Стоимость и техническая сложность строительства космической колонии требует богатого, хорошо функционирующего общества.

Такое совпадение страхов и возможностей уже случалось, когда программа «Аполлон» стала величайшим событием в исследовании космоса. Соревнование США и СССР в космосе было технологической заменой войны, которая в ином случае могла уничтожить мир. Страх времен холодной войны был очень силен. При этом в конце 1950-х гг. население США наслаждалось политическим согласием, которое сегодня трудно вообразить; обе партии склонялись к центристским взглядам. Конгресс не пожалел денег на невероятно дорогую программу, сводящуюся, по сути, к бескровной демонстрации американской мощи.

Но мы живем в другие времена. И хотя мы можем позволить себе космические исследования, политики не станут тратить на них деньги без общественной поддержки. Налогоплательщики должны верить в это приключение и согласиться оплатить его. Однако они не сделают этого, если преувеличивать реальность полета на Марс. В конце концов люди заметят, что он дальше, чем им рассказывали.

Анемичную космическую индустрию Америки наполнит новая кровь. Космическая промышленность приобретает новый капитал и клиентов помимо правительства. Соревнование за космические возможности в частном секторе уже значительно снизило цену запуска. Появились многоразовые ракеты, способные приземляться, что обещает новое кардинальное снижение цены. Если частные космические аппараты окажутся безопасными, то разовьется новая пассажирская индустрия туризма и быстрых путешествий через всю планету. Подобный бизнес на массовом рынке способен стремительно снизить цены, не оказывая нагрузку на налогоплательщиков. Важно, что он подготовит обитателей богатых стран к той мысли, что космос — стоящее место, которое следует посетить.

Когда частный сектор разовьет дешевые и надежные средства запуска, NASA придется сосредоточиться на технологиях для долгосрочных путешествий и передовой науке. Еще многое предстоит сделать, прежде чем мы будем знать, каким образом безопасно отправлять астронавтов на другие планеты. Важнейшим шагом будут новые, более быстрые двигательные системы, способные доставить астронавта к цели до того, как радиация и невесомость окажут разрушительное воздействие на его тело и мозг. NASA следует заняться медицинскими исследованиями и выяснить, что способно пережить человеческое тело за пределами защитных оболочек Земли. Наконец, нам нужны инфраструктура и оборудование для поддержания жизни астронавтов (а в перспективе — колонистов) в космосе, обработки материалов и производства энергии и пищи.

А пока исследовать для нас космос могут роботы, такие как «Кассини», «Галилео», «Мессенджер», «Рассвет», Лунный орбитальный разведчик LRO, и прочие аппараты, которые мы прекрасно научились делать. Дешевые, разработанные с инженерной смекалкой роботы, запущенные в больших количествах на недорогих ракетах, могут обеспечить нас потоком новых сведений о Солнечной системе. Исследователи попросту не в силах соревноваться с ними в качестве добытчиков информации. Но в итоге мы захотим послать им вслед людей, и роботы могут расчистить для них путь, добыв критически важные сведения и подготовив жилища и материалы.

Когда и почему в космос отправятся люди? Хотелось бы надеяться, не потому, что Земля станет страшным местом. Спасать Землю бесконечно безопаснее и разумнее, чем готовиться покинуть ее. Альтернативные источники энергии дешевле, чем космические полеты. Технологии по сокращению углеродных выбросов проще строительства ракет. Земля — рай по сравнению с любым местом, куда мы могли бы отправиться. Кроме того, значительная доля населения Земли никогда не переберется на другую планету или спутник. Мы сможем отправить ковчег, но не спасательную шлюпку.

Настал переломный момент истории. Мы можем пойти по пути экологического коллапса и конфликта, а можем спасти наш общий дом и устремиться к достижениям, которые позволят нам гордиться человечеством. У мечты о космосе и надежды на стабильную окружающую среду есть кое-что общее: они взывают к лучшему, что есть в нас, к сотрудничеству и преданности тому, что мы можем сделать только сообща. И то и другое требует интеллекта, изобретательности и храброго сердца, готовности к созданию нового и жертвам ради лучшего мира.

Мы надеемся, что здоровый мир отправит колонистов на Титан не из страха, а с оптимизмом.

Благодарности

Книга «За пределы Земли» родилась, когда литературный агент Николас Эллисон представил авторов друг другу и предложил совместно поработать над чем-то новым: серьезной книгой, исследующей возможности космической колонизации. Энтузиазм Ника раздул огонь из этой искры, и мы благодарны ему за то, что он поделился этим огнем с нами. У него много увлекательных идей, и эта оказалась своевременной, вдохновляющей и полной возможностей исследовать интересные темы. Мы также благодарны Дэну Фрэнку и Бетси Сэлли из Pantheon, умело подготовившим данную книгу к публикации.

Алан Уайзман помог нам вдумчивой вычиткой. Большинство тех, кому мы отправили материал, любезно его прочли, выдержали продолжительные интервью и обмены вопросами и документами по электронной почте. Мы также благодарны всем тем, кто помог нам связаться с важными источниками и содействовал иным образом, и кого мы не упомянули, в том числе Марка Шелхамера, Пола Абелла, Матьё Чоукроуна, Маргариту Маринову, Дейва Пейджа, Ли Цзяньяна, Паоло Марсиа, Кевина Хэнда, Тодда Барбера, Билла Питца, Кента Джустена, Мэри Ли Чин, Джонатана Бузана, Пэтти Курье, Бекки Камас и Мид Тредуэлл.

Сноски

1

Персонаж сериала Star Trek, капитан звездолета Enterprise. – Прим. пер.

2

Все параметры переведены в метрическую систему и округлены. – Прим. ред.

3

На самом деле всего на 15: первый космический турист отправился в полет в 2001 г. – Прим. науч. ред.

4

Лига плюща – собирательное название восьми элитных университетов на северо-востоке США. – Прим. пер.

5

В 1903 г. в местечке Китти-Хок братья Райт подняли в воздух первый самолет. – Прим. науч. ред.

6

Некоторый спрос на такие услуги существует: Virgin предлагает исследователям размещать на борту свою аппаратуру для экспериментов в условиях кратковременной невесомости. – Прим. науч. ред.

7

Фанфик (от англ. fanfiction) – художественное творчество поклонников какого-либо фильма или книги, опирающееся на этот фильм или книгу. – Прим. пер.

8

Вопрос в том, является ли этот эффект единственным или хотя бы главным в эволюции земного климата и на какие неантропогенные тенденции он накладывается. – Прим. науч. ред.

9

Эта «Инициатива по исследованию космоса» сразу же столкнулась с оппозицией в конгрессе, а после того, как NASA оценило ее в $500 млрд, дал задний ход и Белый дом. К 1992 г. программа фактически была свернута, а суммарные расходы на планирование и отработку отдельных технических решений не превысили пары сотен миллионов. – Прим. науч. ред.

10

В действительности пять. Шестой, Грегори Джарвис, также был лишь участником космического полета, представлявшим компанию — производителя спутников связи. — Прим. науч. ред.

11

Дефектной на самом деле была конструкция межсегментных стыков ускорителя, позволяющая раскаленным газам соприкоснуться с этими кольцами. — Прим. науч. ред.

12

Под давлением Конгресса было решено сохранить проект перспективного пилотируемого корабля «Орион», который начали разрабатывать как раз для программы Constellation. — Прим. науч. ред.

13

Администрация Дональда Трампа предписала NASA отказаться от него. — Прим. науч. ред.

14

Соответствует 18:50 в Москве в зависимости от времени года. — Прим. науч. ред.

15

Решение NASA было связано с тем, что сначала требовалось обеспечить максимальный объем работы марсохода, при котором он движется или выполняет измерения и съемки каждый марсианский день, и как можно скорее реагировать на неполадки. Как следствие, планирование приходилось вести в режиме «на следующие марсианские сутки». Переход к земному графику автоматически означал, что придется составлять планы раз в двое суток на два дня сразу, а в выходные — на три. Производительность Curiosity снизилась в соответствующей степени. — Прим. науч. ред.

16

«Клементина» финансировалась из бюджета Министерства обороны США и не была, собственно, проектом NASA. — Прим. науч. ред.

17

Нужно понимать, что «малые и дешевые» проекты по замыслу давали ответы на весьма ограниченный перечень вопросов, в отличие от комплексных «флагманских» миссий. — Прим. науч. ред.

18

Советский самоходный аппарат ПРОП был доставлен на Марс еще в 1972 г. на «Марсе-3», но, к сожалению, не успел начать движение. — Прим. науч. ред.

19

Это лишь фигура речи. В реальности Opportunity выполняет план исследований осадочных пород на гребне большого кратера Индевор, составленный в 2008 г. и потребовавший для начала беспрецедентного 20-километрового и 20-месячного марш-броска по поверхности Марса. — Прим. науч. ред.

20

Составлено из двух слов на санскрите — «Марс» и «повозка». — Прим. пер.

21

В дословном переводе — «Нефритовый заяц». — Прим. пер.

22

По состоянию на 2017 г. Китай выполнил шесть пилотируемых полетов на «Шэньчжоу». — Прим. науч. ред.

23

Фактически Китай не скрывал ни создание серии беспилотных лунных аппаратов, ни разработку нового поколения носителей семейства «Чанчжэн-5». Китай открыто говорит об утвержденных планах создания собственной орбитальной станции в 2019–2022 гг. и о проработке концепции сверхтяжелого носителя для полетов к Луне в более отдаленной перспективе — это пока не санкционировано правительством. Скрыть создание стартового комплекса для пилотируемой лунной программы при современных средствах космического наблюдения будет невозможно. — Прим. науч. ред.

24

В 1958 г., когда было создано NASA, Карлу Сагану было 24 года, и он еще никого и ни в чем не мог убедить. — Прим. науч. ред.

25

Буквально — «посланник». Так сокращается специально подобранное английское название MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry and Ranging — поверхность Меркурия, космическая среда, геохимия и измерение дальности. — Прим. ред.

26

Первый из двух «Викингов» совершил мягкую посадку на Марс 20 июля 1976 г. — Прим. науч. ред.

27

Точнее сказать, вышел из гелиосферы — области, где господствует поток солнечного ветра. Выйдя за гелиопаузу, «Вояджер-1» оказался в межзвездной среде, однако его движение по-прежнему полностью определяется притяжением Солнца. — Прим. науч. ред.

28

Точнее, «Вояджер-1» идет в направлении созвездия Змееносца, а «Вояджер-2» — в сторону Тукана. Второй аппарат действительно сблизится примерно через 40 000 лет со звездой Ross 248, которая сейчас видна в созвездии Андромеды. Что же касается первого, то правильнее сказать, что не он сблизится со звездой AC+79 3888 в Жирафе, а она стремительно несется ему (и нам) навстречу. — Прим. науч. ред.

29

Не стоит забывать об уже проведенных советскими и американскими аппаратами съемках Луны. — Прим. науч. ред.

30

Точнее, измерив собственное магнитное поле Европы, создаваемое электрическими токами в ее подледном океане. — Прим. науч. ред.

31

Тем не менее два из трех утвержденных проектов программы New Frontiers имели целью исследования далеких объектов: Juno работает в настоящее время на орбите вокруг Юпитера, а New Horizons в июле 2015 г. выполнил первый в истории пролет Плутона. — Прим. науч. ред.

32

Речь идет об изотопе 238Pu: тепло радиоактивного распада преобразуется в электрическую мощность, которым питается космический аппарат. В настоящее время США располагают крайне ограниченным запасом 238Pu, мощность которого к тому же снизилась за время длительного хранения. Лишь пару лет назад его производство в США было возобновлено. — Прим. науч. ред.

33

Проект Titan Mare Explorer не смог победить в конкурсе на очередной раунд финансирования в рамках программы «Открытие». Проект TSSM в 2009 г. уступил в конкурентной борьбе аналогичной по задачам и сложности миссии в систему Юпитера EJSM, которая после множества резких поворотов эволюционировала в принятый к реализации флагманский проект Europa Clipper. — Прим. науч. ред.

34

Важно осознавать, что это были аппараты первоначальной разведки Солнечной системы. Они выполнили поставленные задачи, и любой следующий шаг означал выбор более сложной цели, которой труднее достигнуть. — Прим. науч. ред.

35

Или на авиабазу Ванденберг в Калифорнии, если нужен запуск на околополярную орбиту. — Прим. науч. ред.

36

Не придумали, а позаимствовали из российского опыта: у нас космические ракеты собираются горизонтально начиная с 1957 г. — Прим. науч. ред.

37

Достижение SpaceX заключается вовсе не в серийном производстве и сборке, а как раз в очень быстрых и значительных изменениях первоначального проекта, не сопровождающихся потерей надежности. — Прим. науч. ред.

38

Falcon Heavy не был запущен в 2016 г. По данным на 1 августа 2017 г., его первый старт намечен на ноябрь 2017 г., но может быть отложен и дальше. Чтобы запустить тяжелую версию со стартового комплекса LC-39A, команде Илона Маска нужно сначала восстановить соседний стартовый комплекс SLC-40, разрушенный катастрофической аварией 1 сентября 2016 г. Кроме того, задача стыковки в «пакет» трех ступеней оказалась не такой простой, как представлялось Маску и его инженерам. — Прим. науч. ред.

39

Неясно, о чем идет речь. NASA закупает для запуска своих аппаратов подходящие серийные носители грузоподъемностью вплоть до 27 т на коммерческой основе, т.е. не вкладывает средств в их создание. — Прим. науч. ред.

40

И те и другие прошли столько модернизаций, что мало чем напоминают своих предков из начала 1960-х гг. — Прим. науч. ред.

41

В данном случае говорится о коммерческих заказах на доставку астронавтов на кораблях, создаваемых компаниями SpaceX и Boeing на условиях софинансирования с NASA. — Прим. науч. ред.

42

И американская система Space Shuttle, и советский носитель «Энергия» были вполне сравнимы с «Сатурн-5». — Прим. науч. ред.

43

В мае 2017 г. NASA объявило, что планы первого пуска SLS в ноябре 2018 г. уже нереализуемы и что старт придется сдвинуть на 2019 г. — Прим. науч. ред.

44

Весной 2010 г. президент Обама отменил саму программу Constellation и спроектированный для нее сверхтяжелый носитель Ares V. Конгресс, однако, буквально навязал NASA создание аналогичной по грузоподъемности системы SLS. — Прим. науч. ред.

45

Максимальная масса доставленного полезного груза на корабле SpaceX составляет 3136 кг, а на корабле Orbital — 3349 кг, не считая упаковки. — Прим. науч. ред.

46

Первый коммерческий рейс корабля «Дрэгон» (Dragon — в пер. с англ. «Дракон») на МКС состоялся в октябре 2012 г., а первый серийный корабль «Сигнус» (Cygnus — в пер. с англ. «Лебедь») фирмы Orbital прибыл на станцию в январе 2014 г. с разрывом менее чем в полтора года. По состоянию на июль 2017 г. к МКС было запущено 11 «Драконов» и семь «Лебедей». Обе фирмы потеряли в авариях ракет-носителей по одному кораблю. — Прим. науч. ред.

47

Пятый по счету Antares взорвался сразу после старта 28 октября 2014 г. В январе и апреле на станцию пришли два корабля «Дрэгон», после чего 28 июня 2015 г. взорвалась в полете уже ракета Falcon 9 с седьмым серийным «Дрэгоном». — Прим. науч. ред.

48

Как уже отмечалось, от заключения контракта до первого коммерческого рейса прошло четыре года. — Прим. науч. ред.

49

С тех пор посадка первой ступени стала правилом, а не исключением. Однако не все полезные грузы РН Falcon 9 позволяют включить посадку в план полета. — Прим. науч. ред.

50

Первый повторный пуск первой ступени состоялся 30 марта 2017 г. и прошел успешно. — Прим. науч. ред.

51

Радиационная обстановка на высоте внутреннего радиационного пояса не способствует сохранению здоровья. — Прим. науч. ред.

52

Буквально — ондатра, по частям — Маск-крыса. — Прим. пер.

53

Американская кантри-поп-исполнительница, чей дебютный сингл вышел в 2006 г. — Прим. ред.

54

От англ. pillow — «подушка» и astronaut — «астронавт». — Прим. пер.

55

Ирония состоит в том, что изначально это было американское изобретение, опробованное в 1973–1974 гг. в трех продолжительных экспедициях на станции Skylab. — Прим. науч. ред.

56

С годовым бюджетом свыше $150 млн. — Прим. науч. ред.

57

Солнечная буря 13–14 марта 1989 г. совпала со стартом корабля «Дискавери» с полетным заданием STS-29. — Прим. науч. ред.

58

С периодом в 26 месяцев повторяется оптимальное взаимное положение двух планет, позволяющее начать перелет с минимальными затратами скорости, а потому отправить к Марсу наибольшую массу. — Прим. науч. ред.

59

HARI (Human аnd Automation/Robotic Interaction) — взаимодействие человека и автоматики/роботов. — Прим. ред.

60

Хофштадтер Д. Гёдель, Эшер, Бах. — Самара: Бахрар-М, 2001.

61

От англ. tensegrity = tensional integrity — напряженная целостность. Принцип построения конструкций, основанный на использовании элементов, работающих одновременно на сжатие и на растяжение. — Прим. пер.

62

Речь идет о более эффективном преобразователе тепловой энергии в электрическую, известном как перспективный генератор Стирлинга. NASA финансировало его разработку на протяжении многих лет, но решило прекратить работы с возобновлением производства 238Pu. — Прим. науч. ред.

63

Зиссу — персонаж художественного фильма «Утомленные морем» (The Life Aquatic with Steve Zissou) 2004 г. об исследовании морских глубин. — Прим. пер.

64

«Глубокий ум». — Прим. пер.

65

При запуске на шаттле. Модулям, выводимым российскими ракетами «Протон» и «Союз», приходилось рассчитывать на перегрузки по крайней мере 5 g. — Прим. науч. ред.

66

Вследствие закона сохранения момента импульса. — Прим. науч. ред.

67

Специализированный модуль центрифуги для МКС изготавливало по заказу NASA Японское агентство аэрокосмических исследований JAXA. От его создания и запуска отказались летом 2005 г. с целью сокращения расходов и из-за того, что в графике полетов после «Колумбии» старались оставить лишь абсолютно необходимые полеты. — Прим. науч. ред.

68

Эксперимент «Марс-500» в ИМБП. — Прим. науч. ред.

69

Речь идет о ядерном ракетном двигателе с реактором Kiwi, созданном по программе NERVA. Она была закрыта в 1972 г. на этапе наземных испытаний двигателя. — Прим. науч. ред.

70

Речь идет об устройстве, известном как «электромагнитный привод (EM-Drive). Доклад Уайта в 2014 г. описывал проверку классической магнитоплазмодинамики с целью получить передачу импульса движения посредством виртуальной плазмы квантового вакуума. Подтверждения этого результата от других научных групп в форме научной публикации в реферируемом журнале пока нет. — Прим. науч. ред.

71

Эффективность, о которой идет речь, называется удельным импульсом и определяется как тяга, отнесенная к расходу рабочего тела. Удельный импульс имеет размерность скорости; для химического топлива он не превышает 4,5 км/с, а у ионных двигателей достигает 50–100 км/с. — Прим. науч. ред.

72

Англ. «пещеры»; аббревиатура от Cooperative Adventure for Valuing and Exercising human behavior and performance Skills — командное приключение для оценки и тренировки навыков человеческого поведения и эффективности. — Прим. пер.

73

Китай не участвует в программе МКС, однако китайский тайконавт Е Гуанфу участвовал в 2016 г. в программе CAVES в рамках нарождающегося взаимодействия ЕКА и Китая в пилотируемом космосе. — Прим. науч. ред.

74

Это не совсем так, поскольку с проблемой хранения и поиска разработчики МКС познакомились еще на российской станции «Мир», на которой совершили длительные полеты семь американских астронавтов. — Прим. науч. ред.

75

Сокращение от capsule communicator, что первоначально означало «коммуникатор с капсулой». — Прим. ред.

76

А космонавты, соответственно, из Центра управления полетом в Королеве. Впрочем, рабочие часы совпадают, а графики согласовываются. — Прим. науч. ред.

77

Аббревиатура от NASA Extreme Environment Mission Operations — проведение миссий NASA в экстремальных средах. — Прим. пер.

78

От фразы Нила Армстронга при высадке на Луну она отличалась ровно двумя словами. — Прим. науч. ред.

79

Jane Poynter. The Human Experiment: Two Years and Twenty Minutes Inside Biosphere 2. — Прим. науч. ред.

80

Деннис Тито, первый космический турист, посетивший в 2001 г. МКС на российском корабле «Союз», выступил в 2013 г. с идеей беспосадочного полета к Марсу продолжительностью 500 суток. — Прим. науч. ред.

81

Это не совсем так, поскольку наборы астронавтов 1965 и 1967 гг. состояли из ученых, а не летчиков. Более того, знаменитый Нил Армстронг на момент зачисления в отряд астронавтов в 1962 г. уже не находился на военной службе. — Прим. науч. ред.

82

В июне 2017 г. кандидатами в астронавты были названы 12 из них. — Прим. науч. ред.

83

Шесть человек в год — это квота американского сегмента станции, однако одно-два места из шести обычно отдается партнерам из Европы, Канады и Японии. — Прим. науч. ред.

84

А в редких случаях и к представителю ЕКА, Канадского космического агентства или Агентства аэрокосмических исследований Японии. — Прим. науч. ред.

85

Низкий конкурс в открытых российских наборах 2012 и 2017 гг. предопределен их организацией и неопределенностью с перспективами пилотируемой программы после МКС. Зарплата человека, зачисленного на должность космонавта, превышает среднерыночную, не говоря уже о контрактах на полет с отдельной весьма высокой оплатой. — Прим. науч. ред.

86

Типичный набор предрассудков относительно китайской пилотируемой программы, основанных на бездумном воспроизведении сенсационных сообщений СМИ. В 2003–2016 гг. состоялись полеты шести китайских пилотируемых кораблей, в которых приняли участие в общей сложности 11 космонавтов, в том числе две женщины. При этом у Ван Япин уже был ребенок на момент отбора, а Лю Ян родила после полета. — Прим. науч. ред.

87

Абсурдность этого заявления оставляем на совести авторов. — Прим. науч. ред.

88

В ноябре 1999 г. — Прим. науч. ред.

89

Mayflower («Майский цветок», «Боярышник») — корабль, на котором англичане, основавшие одно из первых поселений в Северной Америке, пересекли Атлантический океан. — Прим. пер.

90

Вирджиния была названа в честь королевы, которую называли Virgin Queen — Королева-девственница. — Прим. авт.

91

На самом деле «Пионер-10» был создан под руководством не JPL, а Исследовательского центра Эймса. — Прим. науч. ред.

92

Карл Саган защитил степень доктора философии в 1960 г. в возрасте 26 лет. Измерение температуры атмосферы Венеры значилось среди задач «Маринера» с самого первого проектного варианта, предложенного в начале 1960 г. Саган участвовал в подготовке эксперимента с инфракрасным радиометром на «Маринере-2» в статусе приглашенного исследователя JPL. — Прим. науч. ред.

93

Двух «Пионеров» с номерами 10 и 11. — Прим. науч. ред.

94

По аналогии с тайной сетью для переправки бежавших рабов из южных штатов в северные, существовавшей перед Гражданской войной в США. — Прим. науч. ред.

95

Mad Max — серия из четырех полнометражных фильмов в жанре постапокалипсиса. — Прим. пер.

96

Для корректного сравнения нужно включить в расчет капиталовложения в строительство традиционных и солнечных электростанций и оборудования для них наличие необходимых ресурсов, стоимость ископаемого или ядерного топлива, рассматривать не идеальную эффективность фотоэлементов, а реальную среднегодовую для условий конкретного места и его освещенности, принять во внимание срок службы электростанций различных типов и, вообще говоря, учесть расходы на утилизацию. — Прим. науч. ред.

97

Из букв английского названия Pacific International Space Center for Exploration Systems складывается латинское название созвездия Рыбы. — Прим пер.

98

От англ. warp — искривление. — Прим. ред.

99

И в обиходе известное как «ведро». — Прим. науч. ред.

100

Зонду «Вояджер-1» потребовалось для этого чуть больше трех лет (1977–1980). Нет никаких принципиальных препятствий для повторения такого перелета, и постулируемый авторами семилетний срок никак не обоснован. — Прим. науч. ред.

Content

Чарльз Уолфорт, Аманда Хендрикс
За пределами Земли: В поисках нового дома в Солнечной системе

Введение Путь с Земли

1. Как предугадывать будущее?

2. Внутренняя часть солнечной системы и проблемы NASA

3. Дом во внешней части солнечной системы

4. Как построить ракету быстро

5. Здоровье как препятствие на пути в космос

6. Роботы в космосе

7. Решения для долгих путешествий

8. Психология космических путешествий

9. Кто полетит?

10. Зачем отправляться в космос??

11. Заселение фронтира

12. Послезавтра

Благодарности

Сноски