Колонизация экзопланет, Венеры, Марса: разговор биолога и астрофизика

Интервью Бориса Штерна с Михаилом Никитиным
«Троицкий вариант» №11(355), 14 июня 2022 года

Оригинал статьи на сайте «Троицкого варианта»

Поверхность планеты Kepler-1649 c, звезды Kepler-1649 и планеты Kepler-1649 b. Фантазия художника. nasa.gov

Борис Штерн продолжает беседу с Михаилом Никитиным, научным сотрудником отдела эволюционной биохимии НИИ физико-химической биологии имени Белозерского при МГУ, автором научно-популярной книги «Происхождение жизни». На сей раз речь пойдет о поиске и заселении планет, пригодных для жизни. Видеозапись интервью: [1].

Борис Штерн

— В предыдущем интервью [2] Михаил рассказал о гипотезе Геи. Наша Земля обладает многими свойствами живого организма, и цивилизация в принципе может стать репродуктивной системой Геи: мы можем ей помочь обзавестись потомством, заселив необитаемые планеты. Сегодня мы эту тему разовьем. Начнем с того, что я расскажу — очень коротко, тезисно — о технической и астрофизической стороне дела, и потом уже буду в основном задавать вопросы Михаилу, касающиеся химии и биологии.

Михаил Никитин

Итак, может ли человек перемещаться в межзвездном пространстве и достичь других планет? Ответ: сам человек — нет, но отправить посылку с живыми эмбрионами — может. Это крайне тяжело, но возможно на расстоянии около 10–15 парсек (30–45 световых лет). Его можно преодолеть где-то за 3–4 тысячи лет. Если когда-нибудь освоят термоядерный синтез (дейтерий + гелий-3), срок может сократиться в два раза. Зонд будет лететь раза в три быстрее, то есть около одной тысячи лет. Вот такие у нас возможности. Здесь ограничения очень суровые, очень жесткие — их задает природа. И новых законов физики, которые помогут нам природу обмануть, судя по всему, не существует.

Какие существуют планеты в радиусе 10–15 парсек? Есть оценки на основе данных космического телескопа «Кеплер», который наловил тысячи экзопланет — у него самый богатый урожай. «Кеплер» не мог детектировать земли. Он мог детектировать только либо очень крупные планеты, либо планеты, сравнительно быстро обращающиеся вокруг центральной звезды, с периодом меньше земного года — скажем, за сто дней. Планету с размером порядка размера Земли на орбите порядка орбиты Земли он не видел. Но благодаря статистике «Кеплера» мы знаем много более короткопериодических планет, и если мы их проэкстраполируем, то можем сделать такой вывод: приблизительно у 15% или 20% звезд типа Солнца есть планеты, пригодные для жизни — они находятся на нужном расстоянии от светила, будучи размером примерно с Землю. Есть и другие оценки, еще более оптимистичные, вплоть до единицы: якобы у каждой звезды есть одна, может быть, даже в среднем полторы планеты в зоне обитаемости. Я больше верю первым оценкам: их делали очень грамотные люди. Если эти оценки верны, то земель, пригодных для обитания, в нашей Галактике миллиард. Ближайшая находится на расстоянии где-нибудь 15 световых лет, а в радиусе 30 световых лет их уже несколько штук, может быть десяток. В общем, есть куда лететь за тысячи лет.

Как найти такую планету — отдельный вопрос. Если у нас останется время, мы поговорим, можно ли, находясь на Земле, узнать, какие планеты пригодны для жизни. А сейчас давайте поговорим вот о чем. Допустим, я прав, все эти оценки верны и с помощью ядерной энергии нам удалось послать корабль и мягко посадить на нужную планету. Теперь вопрос к Михаилу. Эта планета не будет похожа на Землю, даже раннюю. Допустим, мы привезли туда жизнь. С чем эта жизнь столкнется? Сможет ли она там нагенерировать кислород? На этой планете наверняка полно еще не окисленного железа. Это нечто совсем иное, чем наша современная Земля. Как по-вашему?

— Начну с количества воды на планетах, это важная характеристика. У нас в Солнечной системе есть Земля, покрытая океаном в среднем толщиной километра четыре; есть Марс, где воды на пару порядков меньше, чем на Земле; есть Венера, на несколько порядков более сухая, чем Марс. Модели образования планетных систем показывают, что твердые, землеподобные планеты могут иметь, в зависимости от очень небольших случайных отличий начальных условий, очень разное содержание воды. Диапазон — от сухих, подобных Венере, до планет-океанов, покрытых слоем воды в сотни километров. Планеты-океаны мы непосредственно не наблюдаем, а с сухими планетами можем легко ориентироваться на Венеру и Марс. Представим не точную копию Марса, а планету сухую, как Марс, но размером ближе к Земле и с магнитным полем... Мы же можем такой оптимизм проявить, да, Борис?

— Конечно-конечно.

— Тогда тут есть с чем работать. На поверхности такой планеты при условии магнитного поля, защищающего от космических лучей, вполне могут выживать экстремальные микробы, включая цианобактерии, которые будут использовать углекислотную атмосферу для фотосинтеза и выделения кислорода. Одних микробов, конечно, не хватит, чтобы сделать такую сухую планету комфортной для человека. В случае с терраформированием Марса, боюсь, придется ронять на него ледяные кометные ядра, чтобы приблизить количество воды к земному. И если такая работа в Солнечной системе проще, чем постройка межзвездного корабля, то в другой звездной системе эта задача явно гораздо сложнее. То есть заселить экзопланетный аналог Марса микробами и создать там какую-то биосферу мы вполне сможем, но эта биосфера вряд ли сможет легко и быстро поддерживать жизнедеятельность животных.

— Секунду, у меня вопрос по ходу. Какой диапазон количества воды примерно допустим для бурного развития жизни? Скажем, на порядок меньше, чем на Земле, или на порядок больше, чем на Земле?

— Это сложный вопрос. Количество воды на планете влияет на огромное разнообразие процессов. Например, на планетах-океанах, где нет суши и вся поверхность покрыта водой, может возникнуть серьезная проблема для биосферы: там нет выветривания горных пород и многие минеральные вещества, прежде всего фосфор, который живым организмам на Земле строго необходим, не попадают в морскую воду. Жизнь в наших океанах зависит от смыва фосфора, железа, цинка и некоторых других элементов суши, потому что морское дно выветриванию не подвергается; наоборот, эти элементы постепенно с океанскими осадками откладываются на него. То есть на планете-океане биохимические циклы фосфора, железа и других важных для жизни элементов могут быть очень сильно заторможены. Может оказаться, что все они лежат в донных остатках в темных глубинах океана. А поверхность океана, освещаемая звездой, вокруг которой вращается планета, даже при попытке заселять ее микробами может оказаться пустыней, лишенной фосфора, железа, цинка и других микроэлементов. Технические решения тут тоже возможны, но сами микробы с этим не справятся. В реальных условиях на Земле испытано устройство под названием апвелл — большая пластиковая труба, открытая с обоих концов, плавающая в море, длиной так в километр или полтора. В верхнем конце у нее большой поплавок, работающий клапаном, который от волнения колеблется вверх-вниз и подсасывает глубинную воду вверх. Это приводит к обогащению поверхностной воды фосфором, азотом и микроэлементами и к более бурному развитию водорослей. Апвелл был испытан, по-моему, в Тихом океане, около Гавайских островов, как средство повышения рыбопродуктивности моря. С планетой-океаном, боюсь, без таких устройств ничего не получится, потому что там будут проблемы с удобрениями. А сухие планеты, как я уже сказал, можно заселить микробами, но продуктивность этой микробной биосферы будет слишком мала, и кислородной атмосферы на них мы будем дожидаться миллионы лет.

Ну, и самый оптимистичный вариант — если у нас есть экзопланета, которая похожа на Землю по содержанию воды, то есть там есть площадь моря и площадь суши примерно одного порядка. Если заселить туда неких оптимизированных цианобактерий, они могут довольно быстро выйти на весьма высокую производительность кислорода. И тут, кстати, мы можем посмотреть на Марс, потому что у Марса, несмотря на отсутствие жизни и кислородного фотосинтеза, поверхность довольно окисленая из-за отсутствия магнитного поля: углекислый газ и вода в его атмосфере разлагаются космическими лучами. При этом водород улетает в космос, угарный газ CO, очень устойчивый, остается, а выделяющийся кислород окисляет поверхностные минералы, поэтому на поверхности Марса железо и сера находятся в таком же окисленном состоянии, как и на поверхности Земли, хотя фотосинтетиков там не было. Если планета потеряла магнитное поле, прожарилась космической радиацией, поверхность уже окислена, геологическая активность уже затухла — вот тут может очень хорошо сыграть сочетание заселения микробами и создания искусственного магнитного поля. Насколько я понимаю, чтобы создать на Марсе адекватное магнитное поле, сравнимое с Землей, достаточно построить электростанцию на два гигаватта и проложить по экватору сверхпроводящий кабель.

— Даже медный сойдет, только толстый. Правда, придется очень долго ждать. Надо изрядно погонять эти два гигаватта, чтобы энергию магнитного поля просто накопить, но это возможно, да.

— Если нам нужно быстрое создать кислородную атмосферу, то может оказаться полезна как раз планета относительно сухая, без магнитного поля и с высоким уровнем радиации. Одними микробами мы, конечно, не обойдемся, тут понадобится астроинженерная деятельность по добавлению воды и созданию магнитного поля, но при таком сочетании кислородную атмосферу можно сделать за тысячу лет, если повезет. Если мы берем планеты, более похожие на древнюю Землю по наличию магнитного поля и неокисленного железа на поверхности, то там, конечно, история с кислородной атмосферой может сильно затянуться.

— Интересно. Но с другой стороны, кислородную атмосферу делали совсем древние бактерии. У нас же сейчас прошла мощная эволюция и есть генная инженерия. Не можем ли мы вывести каких-нибудь термоядерных цианобактерий или что-то в этом роде, которые сделают всё гораздо быстрее и настолько быстро будут выделять кислород, что железо не успеет окислиться?

— Всё будет ограничиваться доступной им энергией, количеством света от звезды на этой планете. Если это система красного карлика, то там, скорее всего, будут проблемы.

— Там другие проблемы. Красных карликов очень много, они близко, но там всё плохо.

— Если звезда типа Солнца или даже более яркая, то надежды больше, но даже в этом случае, боюсь, набор нужной концентрации кислорода может затянуться на миллионы лет. На Земле это продолжалось два миллиарда лет; можно ускорить на несколько порядков, но несколько порядков от двух миллиардов лет — это миллионы лет. Гораздо дольше, чем межзвездные перелеты.

— Вопрос по динамике. Если не ждать, когда всё железо будет окислено, а ускорить темп... Если сейчас на Землю, такую, как есть, бросить столько восстановленного железа, сколько его было на ранней Земле, биосфера справится или нет?

— Зависит от того, как его бросить, насколько оно мелкодисперсно и где оно будет лежать, в каком климате, условно говоря: в Антарктиде или на экваторе, в низине или высоко в горах. Потому что под прикрытием, скажем, антарктических или горных ледников оно будет защищено от контакта с атмосферой. Если оно будет лежать монолитным базальтом, то будет окисляться довольно медленно — десятки и сотни тысяч лет. Если его вывалить в пустыне, то оно будет окисляться быстро. А если его вывалить в океан, оно может удачно лечь в глубинные районы океана так, что кислород кончится только в глубинах океана, а на поверхности ничего особенно не изменится. Если удачно угадать с океанской циркуляцией, то можно свалить его в неперемешиваемой глубинной области. Условно говоря, метеоритная пыль, равномерно посыпающая поверхность Земли, — это худший вариант, потому что она будет окисляться очень быстро. И вот если вывалить на Землю метеоритную пыль в количестве, соответствующем доступному двухвалентному железу на континентах архея, то, боюсь, содержание кислорода в атмосфере у нас просядет в несколько раз, и большинство сложных животных этого не переживут. Останутся какие-нибудь черви, останутся микробы, останутся растения.

— Понял. Теперь скажите: чего можно ожидать на планете, скажем, похожей на Землю, которой четыре миллиарда лет и на которой не было жизни? Всё железо там лежит в готовом состоянии, близко к поверхности, или оно куда-то могло деться?

— Конечно, вопрос очень гадательный, но я попробую. Значит, планета возрастом четыре миллиарда лет с количеством и процентом железа, сравнимым с Землей, да? Все четыре миллиарда лет она сохраняет магнитное поле, защищена от космической радиации. Это означает, что ее поверхность окислиться, скорее всего, не успеет. Там будут лежать сульфиды, базальты и другие соединения двухвалентного железа.

— Ну, значит, это одна из серьезных трудностей для колонизации экзопланеты. Я, в общем, подозревал, но не знал, что это действительно так тяжело.

— Да, получается, что одни микробы без астроинженерных работ, скорее всего, не справятся.

— Понятно. Человека туда не пошлешь. Человека там можно только вырастить. А для того чтобы там вырастить человека, нужны кислород, нормальная биосфера и много чего еще. И это — одно из серьезных препятствий для осуществления всей затеи, правильно?

— Да. Послать человека, если лететь несколько тысяч лет, конечно, проблематично. Проблемы начнутся уже с целеполаганием такой экспедиции, потому что люди живут меньше 100 лет, и они не очень склонны будут ставить такие долгосрочные цели и тратить на них ресурсы. Мне кажется, всё сдвинется с мертвой точки после серьезного продления человеческой жизни хотя бы в десяток раз, чтобы длительность межзвездного перелета стала обозримым временем, хотя бы сравнимым с длиной человеческой жизни.

— Согласен. Это одна из проблем. Но здесь есть несколько путей решения. Не только продление жизни, но и изменение психологии человека, способность работать на далеких потомков, своеобразный новый уровень альтруизма.

— Это уже тема для отдельного интервью. На этом пути разложены такие замечательные грабли, что мало не покажется никому. В сообществах любых альтруистов, как известно науке о поведении животных, обязательно встречаются паразиты. И вводя новый уровень альтруизма, мы открываем гигантские новые возможности для паразитов.

— Да. Действительно, тема для отдельного интервью. Гигантские сроки перелета — это действительно одно из препятствий в плане мотивации для этого безумно сложного, безумно дорогого проекта. Но все-таки продолжаем верить, что это возможно. Дальше вопрос стратегии. Если придется создавать кислородную атмосферу сотни тысяч или миллион лет, значит, колонизацию экзопланеты нельзя провести за один прием. Допустим, люди сделали для будущих поколений подарок — послали корабль. Если речь идет о сотнях тысяч лет для генерации атмосферы, значит, единственный шанс — в будущем послать другой корабль, уже более продвинутый, который будет создавать биосферу, потребляющую кислород. И сразу тяжелейший вопрос: живут ли цивилизации такое время?

— Ну, мы не знаем. Нет примеров. Наша цивилизация еще столько не прожила.

— И не факт, что собирается прожить столько, к сожалению.

— Если мы начнем хотя бы с Марса, это повышает наши шансы как цивилизации прожить дольше.

— Абсолютно согласен. Я бы добавил: повышает в двух отношениях. Во-первых, будет запасная цивилизация, пускай маленькая. А второе — созидательная деятельность сама по себе повышает устойчивость цивилизации.

— Да. И объединяет людей.

— Поэтому я абсолютно согласен: надо начинать с Марса. Но все-таки остается много вопросов. С железом мы уже выяснили. Есть серьезная проблема с созданием кислородной атмосферы.

Другая проблема: как выяснить, что это за планета? Ведь от этого будет зависеть стратегия ее колонизации. Зонд, конечно, может выяснить всё, но он будет лететь многие сотни лет. А что можно увидеть с Земли? Эта планета, скорее всего, будет не транзитной, что сильно затрудняет ее изучение. Транзитные планеты проходят по диску звезд, свет звезды просвечивает атмосферу, и легко увидеть там спектральные линии — это уже сделано для некоторых планет. Если планета, о которой мы говорим, не транзитная, а вероятность этого 99%, то у нас нет техники для изучения ее с Земли. Нужно строить что-то вроде космического интерферометра, который увидит эту планету прямым образом. Такие проекты были: европейский «Дарвин», американский TPF (Terrestrial Planet Finder). Все они были зарублены еще где-то в 2000-х годах, к сожалению. Так что сейчас мы очень-очень далеки от понимания того, куда лететь, как действовать. Это целая область науки, которая ждет своего часа. Но тем не менее не хотелось бы заканчивать на пессимистических прогнозах...

— Давайте сначала на Марсе потренируемся. До него хотя бы ближе.

— Даже на Луне можно построить постоянно обитаемую базу, а Марс можно частично терраформировать. Там, как я понимаю, углекислоты хватит, чтобы удвоить атмосферу, что совершенно недостаточно. Но есть еще карбонаты, которых больше.

— Вот с количеством карбонатов там не очень понятно. Видимо, большинство карбонатов присыпаны какой-то летучей пылью, поэтому не видны с орбиты, и без множества посадочных миссий оценить, сколько там карбонатов, трудно.

— Значит, беда Марса в том, что он слишком легкий. Беда и в отсутствии тектоники, и в отсутствии магнитного поля. В принципе может ли рассматриваться дикая идея увеличить массу Марса? Я думаю, нет. Есть и другие проблемы. Первая — это перхлораты. Говорят, что Марс отравлен, и в этой почве ничего расти не будет. Что по этому поводу можно сказать? Это существенное препятствие?

— Действительно, сразу сажать в марсианскую землю картошку, конечно, действительно нельзя из-за перхлоратов. Для высших растений перхлораты ядовиты, но есть микробы, которые не только растут в их присутствии, но даже питаются ими, используя перхлораты как источник энергии, разлагая их до безопасных хлоридов. Такие микробы обнаружены на Земле, например, в пустыне Атакама, где перхлораты в почве встречаются наряду с нитратами. Используя таких микробов или пересадив их гены в другие виды микробов, вполне можно сделать марсианскую почву пригодной для высших растений. Эта задача решаема.

— Но растениям нужен кислород. Наверное, их придется высаживать в закрытых помещениях при низком давлении?

— Высших поначалу — да. Цианобактерии можно высаживать в открытый грунт, и они будут производить кислород, после того как будет решена проблема с радиацией — видимо, путем создания искусственного магнитного поля.

— Я думаю, что для цианобактерий радиация там не такая существенная, в два-три раза выше, чем на МКС.

— Если так, тогда для них это небольшая радиация.

— Вода для них нужна наверняка. Ее тоже мало, правильно? Надо, чтобы климат стал теплее, и температура нужна, то есть надо нарастить атмосферу, увеличить парниковый эффект.

— Боюсь, тут без забрасывания комет не получится, потому что, хотя на Марсе есть запасы водяного и углекислотного льда в полярных шапках, их не настолько много, чтобы сделать достаточно плотную атмосферу. Вроде бы в толще марсианского грунта есть жидкие рассолы, но они размещаются на несколько метров под поверхностью, куда свет не проникает.

— Льда очень много — обыкновенного водяного льда. Гораздо меньше, чем на Земле, конечно, но много по сравнению с ледяными шапками.

— Много по сравнению с Венерой, да. На Земле есть интересные микробные сообщества в сухих местах Антарктиды, например в долине Мак-Мердо: эндолитные микробы, которые вбуравливаются в толщу камня на несколько миллиметров, и толща камня защищает их от суровых внешних условий. Они, конечно, растут очень медленно, но ухитряются жить в экстремальных условиях. Из того, что можно найти на Земле, долина Мак-Мердо по условиям ближе всего к Марсу. Там похожие температуры и почти так же мало воды, разве что атмосферное давление выше и кислород уже есть.

— Цианобактерии вырабатывают кислород, но они в нем не нуждаются. Однако высшие растения потребляют кислород. Какое минимальное количество кислорода нужно высшим растениям, чтобы они росли и усиливали фотосинтез?

— Из физиологии растений известно, что как минимум корневые системы, особенно у болотных растений, переносят практически полное отсутствие кислорода, потому что бывает, что вся почва пропитана водой, и воздух к корням не проникает. Надземные части растений, листья и побеги, дышат кислородом ночью, когда не могут получать энергию путем фотосинтеза, но сколько кислорода им для этого надо — тут, к сожалению, я не смог сразу найти нижнюю оценку. Но точно в несколько раз ниже, чем процент кислорода в земной атмосфере, то есть снижение содержания кислорода с 21% до 5% рост растений в экспериментах даже ускоряло, а не нарушало. Будет ли проблематичным снижение кислорода в десять, сто или тысячу раз? Здесь надо копать литературу, я таких экспериментов быстро найти не смог. Но если у нас будет налажена генетическая модификация, то мы, наверное, сможем и ночной обмен веществ листиков и побегов приблизить к тому, что свойственно корням болотных растений, то есть они смогут обходиться ночью без кислорода.

— Ну, замечательно. Тогда есть шанс, что в принципе на Марсе даже при слабой, малокислородной атмосфере можно будет выращивать растения в открытом грунте. Это важно и для колонизации экзопланет, потому что развитие биосферы на землеподобной планете, если этой биосферы до сих пор не было, если полно неокисленного железа, — это вопрос времени.

Пора сделать некоторое промежуточное резюме из того, что я узнал. Впечатление, что теоретически размножение живых планет с помощью разума возможно. Этот процесс очень долгий. Я считал, что он займет тысячи лет, но, похоже, на самом деле — сотни тысяч.

— Возможно, миллионы.

— Возможно, миллионы. Это сроки, на которые не замахивается даже научная фантастика, и нам тоже очень сложно делать прогнозы. При современном состоянии человеческой цивилизации это невозможно. Будем надеяться, что наш вид когда-нибудь эволюционирует до такой степени, что сможет заняться подобными вещами. Кажется, всё. Михаил, хотите что-нибудь еще добавить?

— Я бы обратил внимание на относительно маленькие небесные тела вроде Цереры. Человеку там жить, скорее всего, будет совсем некомфортно из-за низкой гравитации, но какие-то локальные обитаемые купола с кислородом, микробами и растениями там в принципе можно сделать. И люди могут прилетать вахтовым методом. Кроме Цереры, есть всевозможные ледяные спутники планет-гигантов. В экзопланетных системах, кстати, часто бывают газовые гиганты в обитаемой зоне, достаточно близко к звезде, и спутники как раз — очень интересная цель для исследования и колонизации. Мы, к сожалению, еще не знаем, что и как там устроено. И есть планеты-океаны. Я говорил о нехватке на них микроэлементов и о том, что надо строить апвеллы. Но это неточно. Поскольку мы ни одной планеты-океана реально не знаем, возможно, мы не учитываем какие-то важные факторы.

— Но на планетах-океанах в роли апвеллов может выступить конвекция из-за вулканической активности.

— Или мощная вулканическая активность, или мощные приливы, перемешивающие воду на всю стокилометровую глубину. Еще можно подумать о терраформировании планет, подобных Венере. Венера при всех ее недостатках большая, как Земля. Поэтому если сделать зонтик от Солнца, блокирующий избыточный свет, понижать температуру и добавлять воду из кометного льда, можно получить более пригодную для жизни планету, чем Марс, хотя начальное вложение, конечно, будет большое.

— Ну, там надо как-то связать углерод, иначе ничего не получится наверняка. СО₂ куда девать?

— Если затенить планету от Солнца процентов на 80, то температура там упадет до пригодной для жизни, и если добавить воды, в такой высокой концентрации СО₂ цианобактерии будут счастливы до безумия; при наличии жидкой воды там начнется водный цикл, выветривание базальтов, отложение карбонатов и даже без цианобактерий углекислый газ будет связываться в карбонаты, а цианобактерии будут связывать его и в углерод тоже. Сочетание этих двух процессов (плюс бактерии еще ускоряют выветривание базальтов) может создать на Венере вполне пристойную кислородную атмосферу. Собственно, согласно моделям происхождения Земли, у нее первые десятки миллионов лет атмосфера по плотности была близка к современной венерианской: там тоже было очень много углекислого газа. Просто теперь он почти весь связан в карбонатных осадках. Карбонатных осадков, которые известны на Земле, хватит на три атмосферы Венеры, если их все разложить. То есть с Венерой, если мы начнем с астроинженерных действий, с зонтика, шансы на успех есть, и результат может оказаться даже лучше, чем с Марсом.

— Интересно. Да, я плохо себе представляю такой зонтик, потому что, скажем, альбедо в атмосфере повышать, наверное, не очень разумно — у нее и так высокое альбедо.

— Она и так довольно много отражает облаками.

— Да. И как сделать еще сильнее — я не знаю. Зонтик планетарных размеров, конечно, нам не под силу.

— Я вот не знаю, что сложнее: зонтик планетарных размеров или межзвездный корабль?

— Я тоже не знаю.

— Одного уровня сложность.

— Может быть.

— Еще я хотел сказать про задачи для космической техники, промежуточные по сложности между полетами на Марс и межзвездными полетами. Есть два очень интересных направления, и я не слышал, чтобы кто-то этим занимался.

Во-первых, ловля межзвездных астероидов и комет и взятие проб с них, которое позволяет узнать хотя бы химический состав других экзопланетных систем. Не уверен, что можно точно узнать, из какой системы прилетает тот или иной конкретный экзоастероид или экзокомета, но хотя бы усредненный состав комет в галактике мы таким способом изучать можем. Но как поймать межзвездную комету? Она пролетает через Солнечную систему обычно под большим углом к плоскости эклиптики, мы обнаруживаем ее буквально за несколько месяцев до перигелия. То есть нужен корабль с термоядерным двигателем, который быстро разогняется на сотни километров в секунду, может дежурить на околосолнечной орбите, перпендикулярно эклиптике, чтобы не тратить энергию хотя бы на поворот плоскости орбиты; но по какой траектории будет подлетать эта комета или межзвездный астероид, заранее не понятно, поэтому маневры потребуются большие и быстрые.

А второе — это телескопы. Есть такая точка — гравитационный фокус Солнца; вы, наверное, знаете это лучше меня. Она расположена довольно далеко за орбитой Плутона. Находясь в этой точке, можно использовать гравитационную фокусировку света Солнцем как линзу телескопа совершенно чудовищного размера. Если туда долетать, то получать прямые изображения экзопланет будет довольно легко.

Космический телескоп «Кеплер». Фантазия художника. NASA/Wendy Stenzel

— Проблема в том, что этот фокус — на расстоянии 550 астрономических единиц. Туда надо посылать целую армаду телескопов, то есть надо строить изображение объемное. Один телескоп увидит только размазанную дугу. Туда надо посылать целую армаду телескопов и строить объемное изображение. Это чудовищно сложная вещь.

— У меня к вам вопрос насчет межзвездных астероидов. В Сети упорно утверждают, что первый межзвездный астероид Омуамуа на самом деле был кораблем пришельцев (потому что он якобы маневрировал, как астероиды не могут), а власти это скрывают...

— Я тоже про это слышал, но деталей не знаю. Знаю только, что он был очень вытянутым, это определили по перемене блеска. Кстати, чтобы выяснить состав астероида, необязательно его догонять. Можно просто выстрелить наперерез и снять спектр того, что вылетело.

— А если это действительно окажется корабль внеземной цивилизации? Нехорошо получится!

— Получится нехорошо, но что же делать. Нечего летать без предупреждения. Кстати, что касается средств связи, — здесь вообще никаких проблем нет, любой радиосигнал, даже изотропный, с такого корабля легко ловится.

— Это понятно. Есть еще вариант, что корабль давно мертв и вышел из строя; выстрелив в него, мы его поломаем и получим меньше информации, но хотя бы не поссоримся с его хозяевами.

— А иначе мы вообще его упустим. Кстати, то, что это мертвый корабль, можно понять по спектру: там будет совершенно необычный химический состав.

— Да, был же замечательный прикол с околоземным астероидом, в спектре которого преобладал диоксид титана. Потом посчитали траекторию — оказалось, что это верхняя ступень одной из ракет «Сатурн-5», отправлявших астронавтов на Луну, которая просто вышла на гелиоцентрическую орбиту и через десятки лет вернулась.

— Такой веселый конец на фоне грустных размышлений о перспективах. Надеюсь, он немного скрасит общее впечатление. Мы прощаемся, но, конечно, будем продолжать дискуссии на эту тему. Большое спасибо!

1. Интервью Борис Штерн & Михаил Никитин: Происхождение жизни 5. Освоение окружающего нас пространства.

2. Происхождение жизни. Следующие миллиарды лет // «Троицкий вариант» №9 (353), 17.05.2022.