Про можливості освоєння Марса, Місяця та інших космічних тіл розповідає професор Анатолій Відьмаченко.

 

Планетолог Анатолій Відьмаченко стоїть поруч із павільйоном для телескопу «Целестрон-40» на території Головної астрономічної обсерваторії НАН України. «Целестрон-40» використовується при спостереженнях зірок з екзопланетами, затемнювано-подвійних зірок і зірок з дисковими структурами. Фото Артема Сліпачука, «День»

«Сучасні фантасти, чомусь, якщо вже відряджають людей на Марс чи Місяць, то основне для них - розкрити взаємовідносини між особистостями. А щодо самого Марса чи Місяця - то це вже для них - не фантастика. Зараз найбільш проривним вони вважають політ до найближчої зірки. Але, як на мене, це - справді фантастика», - каже планетолог Анатолій Відьмаченко, коли питаю про фантастику, яка має шанс незабаром стати реальністю. Анатолій Петрович багато читає, зокрема, книжки цього жанру, але не може виокремити таку, що особливо вразила його останнім часом.

Взагалі, доктор фізико-математичних наук, професор Анатолій Відьмаченко працює на посаді головного наукового співробітника відділу фізики субзоряних і планетних систем Головної астрономічної обсерваторії НАН України. З ним ми говорили про реальні, хоч і у віддаленій перспективі, сценарії колонізації людиною космічних тіл: Марса, Місяця, Європи (тієї, що є супутником Юпітера), а ще, наприклад, про «астероїдне таксі».

Розмовляли ми напередодні великого протистояння Марса, яке спостерігали 27 липня. Нічого бойового - у цей період Сонце, Земля і «червона планета» опиняються на одній лінії, а відстань між Землею і Марсом стає мінімальною. Відбувається це, у середньому, раз на 15 років, такий час - найзручніший для запуску космічних місій на Марс, адже апаратам треба летіти на кілька десятків мільйонів кілометрів менше. От і цього травня NASA запустила посадковий модуль InSight ще й супровід із двох наносупутників CubeSat: MarCO-А та MarCO-В (читається «Марко-А» і «Марко-Б», «суто українські імена!» - жартує Анатолій Петрович), які вивчатимуть ґрунт і сейсмічну активність на цій планеті. Висадка на Марс має відбутися 26 листопада 2018 року, а супровід полетить далі. Тож питань для досліджень - багато. Єдина проблема - через традиції мізерного фінансування науки Україна може взагалі лишитися без планетологів. Про це та інші більш космічні речі - в інтерв'ю з Анатолієм Відьмаченком.

- Наносупутники CubeSat, які зараз летять до Марса, вивчатимуть його ґрунт і сейсмічну активність. Що у цьому плані зараз найбільше цікавить науковців?

- На Марсі - близько двох із половиною десятка вулканів - тих, що звичні для нас, із конусами, де нагорі щось вивергається і стікає лава. Раніше думали, що вони - дуже старі. А виявилося, що на схилах чотирьох найвищих із них, висота яких близько 27 кілометрів, вік породи, що мав складати мільярди років, насправді - у межах мільярда. Тобто, за геологічними мірками, зовсім нещодавно звідти виливалася величезна маса з високою температурою. І якраз через цю причину почали говорити про дослідження сейсміки цієї планети - адже якщо сейсмічні поштовхи є, то ці вулкани ще зможуть бути діючими. Одна з моделей показує, що от ці вулкани заснули, десь кілька сотень мільйонів років поспали, їм це «набридло», настав час підніматися. І найближчим часом вони знову можуть почати вивергатися, хоча б деякі з цих двох із половиною десятка. Сейсміка передує цим виверженням: спочатку марсотруси, а потім виверження. Тому одне із завдань - подивитися, чи сейсмічно активний Марс - чи ні.

До цього лише на одному космічному апараті був невеличкий прилад, який дозволяв певним чином говорити про те, чи є якісь марсотруси.

- Якщо йдеться про колонізацію Марса, сейсмічна активність може бути одним з ускладнюючих факторів?

- Щоб це не було ускладнюючим фактором, не треба висаджуватися на цих вулканах. Їх - два з половиною десятка, а ще є решта території. Марс за діаметром - лише вдвічі менший за Землю, можна знайти, де пожити. Єдине, радіація там - доволі значна, її рівень десь у два з половиною разу вищий, ніж там, де літають на орбітальних станціях космонавти. До того ж, космонавтів, які літають навколо Землі, захищає ще й магнітне поле нашої планети. На Марсі не захищає нічого, там майже немає магнітного поля.

Протягом лише польоту до Марса, цих семи-восьми місяців, космонавт може набрати смертельну дозу радіації, коли ймовірність - виживе він чи ні - становить 50 на 50. І це за умов, як зараз, коли мінімум сонячної активності, й на Сонці практично немає викидів. А якщо вже хтось долетів туди, треба одразу закопуватися у землю або ховатися у печері. Зараз планують політ до Марса 2022 року (проект Mars One. - Авт.), коли буде максимум сонячної активності. У цей період навіть менше космонавтів біля Землі літає. Тож краще це робити або раніше, або десь після 2025 року.

- Ще в одному інтерв'ю ви розповідали, що на Марсі є дуже шкідливий і дуже дрібний пил...

- Так звані перхлорати. Це - хлорні з'єднання, справді дуже небезпечні для дихання і дуже маленькі. Якщо наш пил, скажімо, на столі - це сотні мікронів, навіть бувають часточки близько міліметра, то розміри перхлоратів - менші від мікрона, тобто тисячної частинки міліметра. Відповідно, вони проникають в усі щілини і швидко забивають усі можливі фільтри. На Марсі можуть працювати тільки повністю герметизовані космічні апарати, які не матимуть зв'язку із зовнішньою атмосферою. Якщо апарати мають колеса, відповідно, там є якісь щілинки. Ці перхлорати туди потрапляють, набиваються. І якщо у деяких із таких апаратів, що досліджують Марс, спочатку було шість коліс, то потім кількість працюючих зменшувалася до трьох, двох. Хоча деякі з цих апаратів працюють на Марсі близько десяти років.

- Якщо повертатися до колонізації Марса, ви якось говорили журналістам, що можливий варіант створення там сприятливих для людини умов - тераформування, оземлення. Як це може виглядати? Скільки триватиме?

- Треба почекати кілька сотень тисяч років (сміється. - Авт.). Справді, це - доволі тривалий процес. Зараз ми з колегами готуємо матеріал про те, що можна вкинути туди мікроорганізми, які могли б живитися вуглекислим газом і виділяти кисень, щоб його на Марсі ставало дедалі більше. Порахували, що кілька десятків-сотень наносупутників, наповнених спеціальним біоматеріалом, мікроорганізмами, які споживають вуглекислий газ, можуть попрацювати там кілька десятків-сотень років, і тоді на Марсі стане тепліше, вода почне заливати певні низини, підніметься тиск в атмосфері... Адже у перші кілька сотень мільйонів років тиск на Марсі був 0,4 бара, тоді як на Землі - 1 бар (зараз тиск біля поверхні Марса у 160 разів менший за земний. - Авт.). Якщо він такий був, можна спробувати знову його підняти.

	Марс, за земним календарем 5 серпня 2015 року. Марсохід «Curiosity» робить селфі у районі бакскін. У березні 2018 року ця марсіанська лабораторія NASA «відзначила» 2000-ну марсіанську сонячну добу, або сол, що працює на «Червоній планеті». Численні селфі «Curiosity», які за цей час потрапили до стрічок новин усього світу, допомагають науковцям стежити за станом апарата. Фото зі сайта nasa.gov

Космічні апарати «Вікінг» зі середини 1970-х перебували на поверхні Марса і шукали там життя. Хотілося б, щоб вони «дошкреблися» хоча б до льоду. Як потім виявилося, вони не дісталися до нього зовсім трохи. Прилади на «Вікінгах» черпали своїм ковшем на глибину п'ять-сім сантиметрів, а як стало відомо зараз, замерзла вода перебуває на глибині понад 15-20 сантиметрів. Якби вони дісталися води, то ще тоді можна було б суттєво змінити стратегію майбутніх досліджень. А так із кінця 1970-х і аж до початку 2000-х все шукали там воду. Тепер воду знайшли, і знову необхідно шукати життя (зокрема, на полюсах Марса є лід, а наприкінці липня стало відомо, що на планеті існують підлідні озера з рідкою водою. - Авт.). Десь із 2009 року почали знову готувати космічні апарати з метою пошуку чогось схожого на життя, хоча б мікробного.

- Читала, що українські науковці беруть участь у міжнародних проектах щодо дослідження Місяця, який може бути майданчиком перед глобальнішими дослідженнями, знову ж таки, на Марсі.

- Цікава у цьому плані робота Китаю. Там вирішили: так, Марс - це добре, але треба навчитися просто виживати в інших умовах, окрім Землі. Тому вони показали свою красиву систему житлово-наукового комплексу, яка розташована в Антарктиді, і сказали, що систему такого типу спочатку апробують на Місяці, трохи обживуть її, а потім добиратимуться і до Марса. Тобто, вони не проти брати участь у проектах щодо Марса, запускають туди космічні апарати, досліджують його з близької відстані, але саму колонізацію відкладають на пізніший час.

Науковці, які працювали у Головній астрономічній обсерваторії та у Харківському національному університеті імені Каразіна, проводили дослідження саме поверхні Місяця, змін, які там відбуваються. У ХНУ імені Каразіна, де є Науково-дослідний інститут астрономії, досліджували, здебільшого, поверхню Місяця, використовуючи спектрофотометричні і спектрополяриметричні методи. У нас, наприклад, Віталій Кислюк досліджував фігуру Місяця.

Плюс ми подавали кілька пропозицій, як можна астрономічними методами, поставивши телескоп у приполярних областях чи біля екватора, спостерігати, як Місяць змінює нахили своєї осі обертання. Ми повторили роботу 1960-х років, використовуючи новий метод, і показали, що можна за рік дослідити те, що досліджується десятки років.

Крім того, ресурси на поверхні Землі вичерпуються. А у космосі вони є. І перше джерело - це Місяць. Ще є кілька астероїдів, які літають недалеко від Землі, можна освоювати й їх. Причому, там є такі об'єкти, де запаси металів - заліза, - більші, ніж у половині рудників на Землі. І ці астероїди - не такі й великі. Можна їх перетягувати сюди і працювати з ними. А можна не перетягувати усю каменюку, а полетіти туди, добути те, що хочеться, переробити - і прямо там отримати готовий матеріал. Мікросхеми, наприклад, можна виготовити там і привезти лише кілька контейнерів.

- На Місяці ще може бути сейсмічна активність?

- Вона є. Вулканічна. Коли туди літали «Аполлони» (у період з 1968 до 1975 років таких місій було шість. - Авт.), вони залишили там сейсмометри. Ці апарати зареєстрували, що, крім звичайної вулканічної діяльності, коли трясеться кора, є ще так звана ударна активність, тобто, метеороїд із космосу вдаряється об поверхню, і це відчувається. Причому, на зворотному боці Місяця, який ми не бачимо, сейсмічна активність - у кілька разів більша, ніж на боці, який ми бачимо.

Зазвичай, на Місяці спостерігалися такі вулкани: лава виливалася через тріщини у корі й розтікалася, застигаючи на поверхні. У 1999 році на нашому супутнику знайшли вулкан, який є конусом заввишки близько шести кілометрів, з кратером - Комптона і Бельковича. І у межах 800 мільйонів років звідти могла виливатися лава. Тобто, геологічно зовсім нещодавно. Цікаво, що те, що виливалося, містило радіоактивний елемент торій, на схилах цих об'єктів знайдено його величезну кількість.

- У травні ви з колегою виступали на міжнародній науковій конференції «Астрономічна школа молодих вчених» з доповіддю про можливості колонізації Європи, супутника Юпітера. Серед переваг - під товстим шаром льоду на ньому є вода. Водночас, до Європи важко дістатися. Можете розповісти детальніше про переваги цього космічного тіла для колонізації? Які його дослідження проводяться зараз?

- Щодо Європи, було відомо давно, що там до глибини 10-12 кілометрів - лід, а глибше, від кількох десятків до, можливо, сотні кілометрів - вода. Проте, інколи лід у деяких місцях підтаює, а це означає, що на певній глибині цілком може утворитися так звана лінза невеликого розміру, в якій існуватиме вода. Оскільки у льоду сіль вимерзає, тож розтала вода буде несолоною, практично питною. Отже, можна пробурити саме у цьому місці й отримати воду. Тяжіння там практично таке саме, як на Місяці, - одна шоста від земного. Отже, теоретично у такій водяній лінзі можна зробити плаваючий острів, зробити з неї кисень, набрати трохи азоту, бо там є аміак, - і можна жити. Зверху через лід світить Юпітер, десь далеко - Сонце.

А у 2012 році виявилося, що на Європі є не просто вода, а і тріщини, через які вона викидається у навколишній простір, - гейзери. Отже, маємо воду практично на поверхні. Якщо шукати життя, проходячи 12 кілометрів, - це ж дуже багато бурити. А якщо є такі гейзери, - пролітай мимо, швидко хапай кілька кілограмів цієї води, пакуй у контейнер і досліджуй, чи є життя в Європі.

- З якого небесного тіла варто було б починати колонізацію, якби люди захотіли десь ще пожити?

- Ми з трьома колегами якраз розповідали на «Астрономічній школі молодих вчених», де можна шукати життя, де освоювати певні території і жити там. Висновок перший: людина не повинна зазнавати ризику астероїдної небезпеки і жити лише на Землі. Необхідно проводити так зване повторне перезаселення. Наприклад, вибираємо кілька астероїдів. Зараз відомо близько п'яти тисяч астероїдів, які періодично зближуються зі Землею. Ми підібрали десь кілька десятків астероїдів, діаметр яких два-три кілометри, і на яких є вода, залізо, кремній, інші корисні копалини. Одні з них літають по колу, інші мають витягнуті орбіти і періодично пролітають то поблизу Землі, то біля відібраних астероїдів, що рухаються по колу. Відповідно, висаджуємося на такий астероїд, зариваємося під його поверхню, з води виділяємо кисень, заселяємо це космічне тіло. Ось, створюємо кілька десятків таких станцій - і маємо десятки своєрідних маршрутних таксі для зв'язку із Землею.

Ми порахували, що можна «сісти» на такий-то астероїд, який летить у певний необхідний нам бік, підлетіти так до іншого і висадитися на нього. Не треба летіти мільйони кілометрів, натомість, розраховуються такі моменти, щоб ви підлетіли до своєї кінцевої мети на «астероїдному таксі», а потім на невеликому космічному апараті практично за кілька днів здійснили своєрідний трансфер від астероїда до астероїда.

Для тривалого заселення необхідно підібрати такі астероїди, де є залізонікелеві руди, вода, яку можна добувати, рідкісні хімічні елементи - а існують такі, де є навіть золото і платина. Тоді в їхніх підземеллях можна спокійно жити, працювати, добувати корисні копалини, виробляти необхідну людству продукцію. Там постійно можуть перебувати «керівники таксі», персонал для підтримки життєдіяльності станції тощо, а спеціалісти конкретних галузей, необхідні для даного заводу, фабрики на астероїді - цілком можуть працювати вахтовим методом. Зрозуміло, що між станціями має існувати постійний зв'язок. І двох-трьох десятків таких космічних «маршрутних таксі» буде достатньо для того, щоб освоїти простір від Землі, через пояс астероїдів і аж до Юпітера. І, проживши там кілька років, люди повертаються на Землю, ми досліджуємо, які зміни відбулися в їхньому організмі, чи можна переселитися туди остаточно.

Друге місце - та сама Європа і ще кілька супутників Юпітера і Сатурна. Європа все-таки розташована доволі близько до Юпітера, там - надто сильне для нас магнітне поле, може бути велике опромінення. Тож треба дістатися до Європи та одразу проникнути під лід, де є хороша вода - плавай, купайся (сміється. - Авт.). Ще є льодяний супутник Юпітера - Ганімед, який розташований вже далі від цієї планети, радіації там - менше, води також вистачає. Біля Сатурна є три-чотири об'єкти, які теж можна заселяти. А ще доволі несподіваним варіантом є Венера.

- Там - спекотно, понад 400 градусів за Цельсієм на поверхні...

Фото зі сайта nasa.gov

- Так, але на висоті близько 50-60 кілометрів температура коливається від нуля до +30 градусів за Цельсієм. Тиск - одна атмосфера. Але атмосфера з вуглекислого газу. З іншого боку, у складі цього газу є кисень - то беріть його, діліть та отримуйте кисень. Більше того, поруч є чимало водяної пари, а також існує можливість добувати азот. Тепер уявляємо: коли підготувати кулю діаметром один кілометр, наповнити її сумішшю азоту і кисню, або як роблять американці у своїх космічних апаратах - гелію і кисню, виходить, що і ззовні, і всередині тиск - одна атмосфера. Втім, атмосфера земного складу буде трохи легшою, ніж та, що ззовні. Відповідно, є плавучість нашої кулі. Близько сотні тисяч людей може там поселитися, у кілька поверхів. Прискорення вільного падіння, яке на Землі становить 9,8 метра на секунду в квадраті, там - 8,9, дуже близько. Кістки будуть цілі, не буде остеохондрозу (сміється. - Авт.). Тож от ще один цікавий об'єкт для заселення.

І ще один варіант. Науковець Олексій Стєклов порахував, як змінюється температура на різних тілах, залежно від глибини. На поверхні, наприклад, Меркурія, доволі гаряче (у середньому, 340 Кельвінів. - Авт.). Але вісь Меркурія практично не має нахилу і не змінюється з обертанням. На полюсах є чимало кратерів, куди ніколи не сягає Сонце, там температура 90 Кельвінів і трохи менше. І там навіть є вода - адже колись туди падали кометні ядра, які майже повністю складаються з льоду. Порахували, що води у замерзлому стані там стільки, що вистачить на багато мільйонів років. А на глибині усього від трьох до 30 метрів температура завжди від нуля до +20 градусів. Тож полярні області - від 70 градусів широти і до полюсів - будь ласка, поруч вода, тепло, занурилися на невелику глибину і живіть, працюйте, спостерігайте за Сонцем і попереджайте землян, якщо там відбувся потужний спалах.

- Ви багато досліджували Юпітер і Сатурн. В атмосфері Юпітера часто можна побачити блискавки - значно більші, ніж земні. А наскільки вони схожі на наші?

- Блискавки на Юпітері чимось схожі на ті, що днями чув у Києві, хоча, взагалі, давно такого не було. Десь за шість кілометрів від обсерваторії Дніпро, хмари там ходять, а тут весь час, наче щось гарчить у небі. І це відбувалося довго. Зазвичай - бабахне, блискавка вдарить і все. А то майже годину гриміло. Десь те саме і на Юпітері: багаторозрядні блискавки, які можуть «гарчати» 40-50 годин поспіль. Ще є так звані постійні спалахи. Наприклад, космічний апарат «Галілео» зареєстрував, що в одному місці, розміром 1 000 на 300 кілометрів, весь час світилося щось на кшталт блискавки, і це тривало кілька років.

- Вам уперше вдалося зареєструвати власні коливання в атмосферах Юпітера і Сатурна, а потім разом з колегами ви виявили сезонні зміни в атмосферах цих планет. Чи можна ці сезонні зміни порівняти зі земними?

- На Землі сезони є завдяки нахилу земної осі, це - 23,44 градуса. На Сатурні нахил осі становить 26,7 градуса, там теж є сезонні зміни, але спостерігати їх треба дуже довго, бо період обертання цієї планети навколо Сонця - 29 з «копійками» років (29,46 року. - Авт.). Ми відкрили їх, зареєстрували, показали, що вони є. А в Юпітера період обертання - 11,86 року. Нам було достатньо семи років, протягом яких ми побачили, що там є можливість сезонних змін, зареєстрували відмінність між літом у південній і північній півкулях. Але ж нахил осі Юпітера - лише три градуси. Звідки зміна сезонів? Виявили, що магнітна вісь і вісь географічна утворюють кут приблизно у 12 градусів. Тож нахил у три градуси, плюс ці 12 - уже виходить 15. І через шість земних років, тобто юпітеріанські півроку, буде навпаки, тобто, географічний і магнітний полюси впливають, як наш один географічний нахил.

	Фото зі сайта nasa.gov

Оскільки ми розглядали верхні шари атмосфери Юпітера, виявилося, що 3 плюс 12 градусів нахилу вистачає, аби зареєструвати сезонні зміни. Крім того, орбіта там - більш витягнута, ніж у Землі. Коли північна півкуля Юпітера - найближча до Сонця, вона отримує від нього на 40% більше тепла, ніж коли через шість років буде грітися південна півкуля. Вже через це повинні відбуватися зміни в атмосфері, і ми їх зареєстрували.

- Виходить, і на Юпітері є відмінності клімату?

- Так. Але оскільки там немає твердої поверхні, є атмосфера (без чіткої нижньої межі, вона плавно переходить в океан з рідкого водню. - Авт.), то у видимій ділянці спектра ми спостерігаємо лише хмаровий шар. А на висоті близько 100 кілометрів від рівня хмар можна побачити щось тільки в ультрафіолетовій ділянці спектра. Тобто, у різних ділянках спектра ми бачимо різні шари атмосфери і можемо поміряти, де тепліше, а де холодніше.

- Чи відрізняється залежно від сезону кількість атмосферних явищ на Юпітері? Наприклад, полярних сяйв.

- Полярні сяйва на Юпітері, здебільшого, треба спостерігати в ультрафіолеті. Найкраще це роблять космічні апарати або космічний телескоп імені Хаббла. Але цей телескоп - дуже зайнятий: раз на рік проб'ється там якась програма по Юпітеру, він поспостерігає три-чотири дні, а потім чекай знову. Зараз космічна станція «Юнона» спостерігає за супутниками Юпітера. Проте, інколи фотографується і простір поруч з Юпітером.

Кілька тижнів тому астрономи Університету Карнегі спостерігали різні ділянки, де шукали, як вони вважають, позанептунову дев'яту планету і випадково отримали зображення ділянки біля Юпітера. І саме там вдалося побачити ще 12 його супутників, тож зараз їх у цієї планети до 80. Тепер треба знову навестися на цю ж ділянку і виконати необхідні спостереження. Але у телескопа - вже інше завдання (відкриття зробили на телескопі імені Бланка у Чилі. - Авт.). Тому необхідно змінити задачу для того, щоб подивитися ще раз, чи це супутники, чи якісь астероїди, що пролітали повз.

- Ви згадували, що сучасна фантастика вам не дуже цікава. А яка ваша улюблена книжка цього жанру?

- Перша книжка, яку взагалі прочитав, - «Таємничий острів» Жуля Верна. Мені було тоді чотири роки. І зараз інколи її перечитую, певно, робив це кілька десятків разів. Справді красиво написано, думка ллється плавно. Певно, доволі хороший переклад.

- А коли захопились астрономією?

- Спочатку їздив на різні олімпіади з географії. У ті роки, наприкінці 1960-х, паралельно проводили олімпіади з астрономії. На них приїжджали Клим Чурюмов, Микола Барабашов, ще кілька відомих спеціалістів. Десь із восьмого класу готував себе до того, що у десятому поїду на олімпіаду з астрономії. Мабуть, у восьмому класі й задумався про це вперше. Наразі не нарікаю. Єдине, шкода сучасну молодь. Уже десь третій рік - добре, якщо вони працюють на півставки. Тож молодь шукає підробіток або їде за кордон. Десь з 1998 року і до 2016-го, поки завідував відділом фізики планетних систем, кожні три-чотири роки до нас приходили люди, ми їх виховували, вони захищали дисертації, починали їздити за кордон і з часом там залишалися. Ось уже четверо так залишилися - це ті, хто працював тут.

Плюс - уже другий рік ми не можемо прийняти людей в аспірантуру. От у 2017 році на кафедрі астрономії Київського університету імені Тараса Шевченка, де я викладав порівняльну планетологію, закінчили навчання п'ятеро людей, і тільки це відбулось - останній іспит, захист диплому, а їх уже обдзвонюють з Німеччини, Австрії, Австралії. Позаминулого року одна дитина поїхала до Австралії, четверо - до Німеччини, одна - до Польщі. А у нас не залишилося жодного, бо ми не маємо права прийняти їх в аспірантуру. Ми їх виховали і відрядили туди. На жаль, цей процес тільки міцнішає.

 

Автор: Марія Прокопенко

Джерело: «День»