И нам по-прежнему будут нужны пища, воздух и вода. Для чистого воздуха, чистой воды и плодородной почвы нужна не только энергия. Нужны работающие экосистемы, а они зависят от достаточного количества правильного питания и от совместной работы крупных цепочек с хрупкими механизмами.
Химические элементы в космосе
Возможно, мы подойдем к пределу количества ресурсов, добываемых из земной коры. Но зачем ограничиваться землей? У нас же есть целая Вселенная!
Материалами из космоса мы уже пользовались. Кинжал Тутанхамона был сделан из железа, упавшего с небес[293]. Каждый год на поверхность Земли падают тысячи метеоритов (многие из них – в Норвегии), хотя большинство из них размером с маленькую пылинку. В год из космоса мы получаем примерно 2500 тонн железа, 600 тонн никеля и 100 тонн кобальта[294]. Для сравнения: из земной коры мы добываем соответственно 1,5 миллиарда, 2 миллиона и 110 тонн этих металлов[295].
Материалов в космосе действительно много. В одной только Солнечной системе есть тысячи астероидов – объектов, вращающихся вокруг Солнца, которые по размеру гораздо меньше планет. Мельчайшие размером с гальку, а у самого крупного из известных астероидов, Цереры, диаметр составляет примерно тысячу километров. Большинство астероидов расположены в поясе между Марсом и Юпитером, в 150–450 миллионах километров от Земли: сегодня из них нам известны 250 (а по некоторым оценкам, более тысячи) довольно крупных объектов, которые могут подойти так близко к Земле, что столкнутся с ней.
Астероиды расположены далеко, и изучать их трудно. То, что известно о строении астероидов, ученые выяснили или наблюдая за светом, отражающимся от их поверхности и идущим в сторону Земли, или по фотографиям, снятым космическими зондами, прошедшими близко от астероидов. Кроме того, можно изучать метеориты, оказавшиеся на земной поверхности, допуская, что они похожи на астероиды.
На сегодняшний день ученым известно, что примерно три четверти известных астероидов состоят из углерода, кислорода и иных химических элементов, распространенных на Земле. Также в форме льда на них содержится большое количество воды. Астероиды второго по распространенности вида по большей части состоят из железа, кремния и магния, в то время как чуть менее 10 % астероида содержат металлическое железо с другими ценными металлами, такими как кобальт, золото, платина и палладий[296].
Во Вселенной есть огромное количество сырья, и поэтому уже существуют коммерческие организации, строящие планы по его добыче. Проще добыть материалы с астероида, чем с планеты или Луны, поскольку у мелких астероидов гравитационное поле почти отсутствует. Космическим кораблям не придется тратить энергию на торможение, чтобы приземлиться, а что еще важнее, им не понадобится тратить много энергии на то, чтобы вместе с сырьем подняться с его поверхности и уйти в космос. Добыча на астероиде будет идти следующим образом: выломать материал, отсортировать нужные минералы в своего рода крутящемся колесе (или другом подобном механизме), а затем материалы сами поднимутся в воздух, их соберут гигантской сетью и отбуксируют к Земле[297].
Недостаток в том, что астероиды от нас очень далеко. Если отправлять людей в космос в качестве шахтеров, придется учесть, что отсутствовать им предстоит много лет. Совсем небольшое количество людей уже провело в космосе около года – результат не обнадеживает. От долгого нахождения в невесомости ухудшается состояние и мышц, и крови, и равновесия, и зрения[298]. Возможная альтернатива отправке астронавтов – непилотируемые космические корабли, выполняющие всю работу. А еще, возможно, окажется проще поймать целый астероид, отбуксировать его поближе к Земле – например на орбиту вокруг Луны, – а затем на более короткий срок отправить туда астронавтов, которые разберут его на составные части.
Может быть, в будущем мы возьмем все, что нам нужно, из космоса, вместо того чтобы извлекать ресурсы из земли, и таким образом защитим наши экосистемы от дополнительной нагрузки. Мы сможем использовать термоядерную энергию для производства топлива, которое отправит в космос корабль, а вернется он уже с сырьем. Мысль хорошая, но решить эту задачу сложно. На Земле в шахтах сможет работать любой, у кого есть кирка, лопата, ряд химических веществ и доступ к топливу. Полеты в космос – безумно дорогая и сложная операция, доступная только самым богатым из нас. Общество, получающее все, что ему нужно, из космоса, должно быть устроено по-другому, не как тот мир, который мы знаем сегодня.
Перевозить ресурсы с астероидов на Землю мы по-прежнему не готовы, однако один раз это случилось: в 2010 году с астероида Итокава прибыла капсула с несколькими пылинками, собранными японским космическим аппаратом «Хаябуса»[299]. В июне 2018 года пришла новость о том, что его брат «Хаябуса-2» приземлился на свой астероид Рюгу[300]. Сейчас ученые, работающие в японских и американских космических программах, надеются, что в 2020 году получат несколько граммов материалов с Рюгу[301]. В 2016 году свой корабль OSIRIS-RЕx отправило НАСА[302]. В планах – добраться до астероида Бенну в декабре 2018 года, роботизированной рукой откопать пыль и породу на поверхности и собрать примерно килограмм материалов[303] – они прибудут на Землю в 2023 году. Во время каждой из этих экспедиций к астероидам, расположенным ближе всего к Земле, примерно семь лет уходит на то, чтобы привезти не более пары килограммов неопределенных материалов.
Будущее, в основе которого лежат химические элементы, добываемые в космосе, наряду с развитием термоядерной энергетики, потребует длительной работы масштабных, дорогих исследовательских программ. До простого решения проблем, которые могут возникнуть в ближайшем будущем, еще очень далеко.
Коммерческие организации, планирующие зарабатывать деньги в космосе, тоже понимают, что может пройти много времени, прежде чем они получат прибыль, продавая золото и кобальт с астероидов, и сместили фокус внимания на ресурсы, которые могут пригодиться в космосе[304]. Отсылать материалы с поверхности Земли дорого, а если астронавты пробудут в космосе долго, окажется выгодно добывать необходимую им воду и кислород за пределами Земли. Компании смогут добывать лед с обычных астероидов и помещать его на склады в стратегических точках Солнечной системы – во время будущих полетов им смогут воспользоваться астронавты. При помощи солнечной энергии изо льда возможно изготовить и кислород, и водород, который может стать топливом для космического корабля. Поэтому в краткосрочной перспективе ресурсы из космоса там и останутся – ими нельзя будет воспользоваться для строительства инфраструктуры здесь, на Земле.
За пределы Земли
Если верить одним из самых ярких современных мыслителей, таким как Илон Маск[305] и Стивен Хокинг[306], будущее ждет человечество не на Земле. Людям пора перебираться на другие планеты, поскольку планета, с которой мы начали, не в состоянии заботиться о нас на протяжении многих поколений. Если вы склонны к пессимизму, проблем хватает: климатические изменения, коллапс экосистем и истощение ресурсов – для переезда достаточно и одной из этих причин.
Люди, улетевшие в космос и совершившие побег с умирающей планеты, стали темой ряда фильмов и книг. В августе 2016 года в библиотеке Университета Осло я слушала лекцию физика Кипа Торна[307] – через год он получит Нобелевскую премию за свою работу, посвященную гравитационным волнам. Тема доклада 2016 года – физические явления, которые легли в основу фильма «Интерстеллар»[308]. В фильме группу храбрых астронавтов отправили в космос в поисках планеты, где люди смогли бы жить после всех тех экологических катастроф, от которых пострадала Земля.
Для героев фильма самой сложной задачей оказался не поиск подходящей планеты на замену или кротовой норы, позволяющей не тратить на путешествие целые тысячелетия. Труднее всего оказалось поднять с Земли огромное количество людей. Сила притяжения у Земли колоссальна. Чтобы отправить в космос спутники весом всего несколько тонн, нужны ракеты с огромными баками топлива. На то, чтобы улететь всем, энергии не хватит.
В «Интерстелларе» задача была проще, поскольку большинство живших на Земле людей умерли от голода и других напастей. А еще в конце фильма четырехмерные существа в центре черной дыры помогли герою сообразить, как на мгновение отключить гравитационное поле Земли, чтобы отправить в космос огромные колонии людей.
«Это безумие, но мы не знаем, что это невозможно», – сказал Кип Торн своим слушателям в библиотеке. И это правда. Невозможно доказать, что что-то невозможно. Но, по-моему, тут нам особо надеяться не на что.
В нашей Солнечной системе больше нет обитаемых планет. Жизни понадобились миллиарды лет на то, чтобы сделать нашу планету пригодной для обитания – с почвой, водой и достаточным количеством кислорода, чтобы мы могли дышать воздухом, и озоновым слоем во внешней части атмосферы, защищающим нас от опасного излучения. Наши мышцы, опорно-двигательный аппарат и артерии приспособлены именно для земной гравитации. Мы можем выстроить колонии на большой глубине на Марсе в надежде, что когда-нибудь нам удастся изменить атмосферу целой планеты и ее поверхность станет пригодной для жизни людей и растений. Если принять во внимание то, насколько плохо мы понимаем, как заботиться об уже имеющейся у нас планете, эта задача кажется чересчур масштабной.