Можем ли мы построить пригодную для жизни планету с нуля?

Будь то строительство планетарной космической станции или полной планетарной копии, мы вряд ли станем свидетелями этого подвига, по крайней мере, при нашей жизни. Однако терраформирование существующей планеты — более жизнеспособный вариант.

В научной фантастике мы часто видим людей, населяющих объекты размером с планету. От легендарной Звезды Смерти из «Звездных войн» до сооружения по строительству планет в «Автостопом по галактике» и гигантского Мира-Кольца, прототипа сферы Дайсона. Вопрос в том, сможем ли мы это сделать? Если да, то как мы можем это сделать?

Основные условия

Для начала, если мы намерены заселить искусственно созданную планету, нам нужно будет найти для нее подходящее место в космосе. Самое главное, чтобы она находилась в зоне обитания. Это означает, что орбита этой искусственно созданной планеты или расстояние от нее до ближайшей звезды должны быть подходящими для того, чтобы температура была приемлемой.

Если эта планета находится слишком близко к звезде, мы просто поджаримся от звездного излучения, в то время как слишком большое расстояние означает, что мы замерзнем при низких температурах. Кроме того, нам потребуется обильный запас жидкой воды, потому что без воды не может быть жизни.

Помимо правильной температуры и правильного расстояния от звезды, нам также потребуется атмосфера с пригодным для дыхания воздухом, стабильная земная гравитация, правильные дневные и ночные циклы и так далее. Если мы сможем выполнить эти предварительные условия, только тогда мы сможем думать о создании пригодной для жизни планеты с нуля.

То, что можно было бы считать «искусственной, но пригодной для жизни планетой», могло иметь две интерпретации.

Буквальная интерпретация заключается в создании точной копии планеты, в которой массивный кусок породы превращается в гигантскую сферу, которая будет почти неотличима от других планет в нашей Солнечной системе.

Другой способ сделать это — построить в космосе массивный спутник, возможно, сферическую космическую станцию, такую, как «Звезда смерти» из «Звездных войн». Этот второй вариант не будет планетой в истинном смысле слова, за исключением сферической формы. Он также не будет вращаться по фиксированной орбите вокруг Солнца, а, возможно, будет просто парить над Землей, как другие наши спутники.

Любой из подходов был бы непростой задачей для инженеров и ученых, но второй подход сравнительно более жизнеспособен, так что давайте начнем с него.

Планетарная космическая станция

Как упоминалось ранее, построить сферическую космическую станцию, напоминающую планету, проще, чем построить гигантскую планету, похожую на Землю.

Звезда Смерти, показанная в «Звездных войнах IV: Новая надежда», имела диаметр примерно 160 км, что очень много! Для сравнения: длина самой большой космической станции, которую мы когда-либо построили, составляет менее 120 метров. Однако, если вы сравните такую ​​станцию ​​с диаметром Земли 12742 км, она все равно будет выглядеть как карлик.

Если мы создадим эту новую космическую станцию, подобную планете, и построим ее в основном из стали, то потребуется около одного квадриллиона тонн (105) тонн стали. Чтобы добыть такое количество стали с помощью наших нынешних технологических достижений, потребуется более 800000 лет, чтобы добыть только сталь! В настоящее время мы можем производить только около 1,8 миллиарда тонн стали в мире в год.

Единственный способ получить сырье для строительства подобной планете космической станции — это добыть его из самого космоса, а не полагаться на ресурсы Земли. Для этого нам, вероятно, потребуется разрабатывать астероиды и, возможно, даже Луну. На самом деле, многие компании работают над этой идеей, и несколько исследований по этой теме продолжаются.

Теперь, если предположить, что мы каким-то образом преодолеем эту логистическую проблему с добычей сырья, нам понадобятся продвинутые роботы (способные работать в условиях микрогравитации), способные построить сферическое тело, в котором мы могли бы жить.

Нам нужно будет построить космическую станцию, подобную планете, так, чтобы она имела гравитацию, подобную земной, потому что наши тела будут страдать из-за отсутствия гравитации. Космонавтам, находящимся в длительных командировках на Международной космической станции (МКС), часто приходится сталкиваться с потерей костной массы, низким кровяным давлением и другими проблемами со здоровьем, которые связаны с микрогравитацией.

Хотя создание планетарной сферической космической станции, напоминающей Звезду Смерти, звучит как очень заманчивая идея, она, вероятно, страдает от врожденного недостатка: отсутствия стабильности.

Чтобы она оставалась стабильной, потребуется много активного обслуживания. Чтобы добиться этого, нам нужно быть цивилизацией как минимум 1-го типа по шкале Кардашева, и, по мнению некоторых ученых, до достижения этого статуса нам еще несколько веков. Подробнее о шкале Кардашева можно прочитать здесь.

Итак … как насчет создания полноценной планеты?

Планетарная копия

Марк Хемпселл, аэрокосмический инженер, работающий в частной британской аэрокосмической компании Reactions Engines, провел полноценное исследование возможности создания планетарной копии. Его работа опубликована в Журнале Британского межпланетного общества (JBIS).

Хемпселл полагает, что нет необходимости копировать Землю до ее точного размера, чтобы построить ее копию.

Мы можем прекрасно справиться с репликой меньшего размера. Он считал, что для достижения эквивалента земной гравитации на искусственной планете инженеры могут стремиться «упаковать» одну десятую массы Земли в сферу размером почти с Луну.

Для справки: масса Земли составляет 5842 квинтиллиона тонн (5,9 × 10²⁴ кг), а диаметр Луны — 3474 км. Это еще не все, но Хемпселл предлагает, как инженеры могут подражать природному способу создания планеты.

Скалистые планеты, подобные Земле, образовались из остатков материала, выделенного Солнцем во время его рождения. Эти оставшиеся зерна сливались вместе, кусочек за кусочком, в течение миллионов лет, пока не сформировалась настоящая планета. Хемпселл считает, что мы можем попытаться подражать процессу создания планеты природой, но делать это в ускоренном темпе.

Чтобы ускорить процесс, нам нужно будет построить усовершенствованную термоядерную установку рядом с Солнцем, где можно было бы добыть более тяжелые материалы, которые потребуются для создания новой планеты земного типа.

По словам Хемпселла, более плотные элементы, такие как осмий, иридий и платина, будут хорошим выбором для создания точной копии планеты. Слои этих более тяжелых элементов можно было бы положить друг на друга, и затем дать им остыть.

Хемпселл признает, что в настоящее время единственный известный человечеству способ получить эти элементы — это термоядерные взрывы сверхновых. Возможно, нам нужно будет перейти к цивилизации типа 2 в масштабе Кардашева, чтобы освоить ядерный термоядерный синтез с такой большой мощностью.

При этом, даже если бы мы могли ускорить процесс строительства планеты с помощью этого процесса, на создание планеты с помощью этого метода все равно ушли бы тысячи лет.

Терраформирование: лучшая альтернатива

В качестве альтернативы этим двум захватывающим идеям есть более реальный вариант — колонизация планет или их спутников путем терраформирования.

При терраформировании не нужно строить планету с нуля. Все, что нам нужно сделать, это манипулировать существующей планетой, чтобы сделать ее среду обитаемой для жизни.

Например, мы могли бы провести ядерные взрывы на Марсе и подогреть атмосферу планеты по своему усмотрению, а затем искать способы наделить эту планету атмосферой, подобной Земле. Многие исследователи считают, что это станет возможным в течение нескольких десятилетий.

Итак, в заключение, идея построить планету с нуля — это хороший научно-фантастический сюжет, но на самом деле мы и близко не подошли к достижению подобного в ближайшем будущем. Однако через несколько десятилетий мы можем терраформировать Марс или Луну, что по-прежнему будет невероятным подвигом для человечества и новым шагом в наше космическое будущее!