Экспансия человечества по Солнечной системе уже привела и, скорее всего, приведет к открытиям и росту технологий, которые позволят начать постепенное расселение нашего вида по всем местам системы, где возможна безопасная работа и жизнь. Пока эта экспансия в форме изучения и разведки ведется с помощью автоматических межпланетных станций, но прорыв в межпланетной пилотируемой космонавтике возможен в ближайшие 10-15 лет, а может быть, и раньше – усилиями Илона Маска и Джеффа Безоса. И чем раньше это произойдет, тем вероятнее сохранение и дальнейшее развитие нашей цивилизации вне зависимости от того, что случится на Земле. Не все знают, но человечество стояло на грани реального самоуничтожения или отката в средневековье несколько раз в течение 20-го века. Астероидная угроза тоже вполне реальна. Об одном из самых возможных вариантов этой угрозы речь пойдет ниже.
Не все это осознают, но вопрос уже сейчас стоит так: выживание человечества как вида важнее экономической целесообразности. А экономическая целесообразность появится только тогда, когда достаточно большое количество людей, движимых самыми различными причинами, начнет жить и работать вне пределов Земли.
Какие же места будут осваивать люди?
Первым кандидатом, конечно, является Марс. Но об этом столько написано, что повторяться нет смысла. Отсылаю вас к книге Роберта Зубрина «Курс на Марс» (The Case for Mars).
Следующим шагом, который может быть сделан параллельно колонизации Марса, – освоение минеральных ресурсов пояса астероидов и построение передовых баз на спутниках Юпитера и, возможно, Сатурна. Наиболее вероятным местом для такой базы в системе Юпитера является один из его галилеевых спутников – Каллисто.
Каллисто, как форпост
Краткие характеристики Каллисто
| Диаметр | 4 820 км |
| Площадь поверхности | 73 000 000 км2 |
| Масса | 1,076·1023 кг (0,018 массы Земли) |
| Средняя плотность | 1,834 г/см3 |
| Температура поверхности | от -198 до -103 °C |
| Период обращения |
16,689 дней, синхронизирован – повёрнут к Юпитеру одной стороной |
| Атмосфера | 0,75 мкПа, СО2 и О2 (точное соотношение неизвестно) |
| Литосфера |
Водяной лед, толщина – от 80 до 300 км (по разным оценкам) |
| Подповерхностный океан | От 50 до 200 км (по разным оценкам) |
| Ускорение свободного падения | 1,235 м/сек2 (0,126 g) – чуть больше лунного |
| Состоит из льда и горных пород примерно в одинаковом соотношении. Отражающая способность очень мала — всего 20%. На поверхности есть много воды и углекислоты в виде льда, гидратированные силикаты, содержащие магний и железо, углекислый газ, сернистый газ, а также, вероятно, аммиак и различные органические соединения. |
| Поверхностный слой очень густо покрыт кратерами, но не имеет ни гор, ни вулканов. Полностью отсутствует тектоническая активность. |
| Радиационный фон – не выше, чем на орбите Земли. По некоторым оценкам – ниже в несколько раз. |
Информация об уровне радиации на галилеевых спутниках Юпитера (по книге Роберта Зубрина «Entering space», таблица 8.5):
| Спутник | Дистанция от Юпитера (км) | Радиус (км) |
Доза облучения от радиационных поясов Юпитера (бэр/сутки) |
| Io | 421 600 | 1 815 | 3 600 |
| Europa | 670 900 | 1 569 | 540 |
| Ganymede | 1 070 000 | 2 631 | 8 |
| Callisto | 1 883 000 | 2400 | 0,01 |
Как видно из таблицы, Каллисто находится вне радиационных поясов Юпитера и внутри и под защитой его магнитного поля.
Таким образом, на Каллисто имеются следующие возможности:
1. Для производства ракетного топлива и окислителя (пары кислород-водород и кислород-метан);
2. Для строительства под поверхностью долговременной базы;
3. Для производства продуктов питания на этой базе и в куполах на поверхности;
4. Для создания астрономической, радио обсерватории и узла дальней космической связи на поверхности.
Для всего этого необходим достаточно мощный источник энергии. Из-за удаленности от Солнца, видимо, придется использовать (особенно в начале) компактные ядерные реакторы.
Кроме того, этот спутник Юпитера занимает очень выгодную в плане астродинамики позицию.
Еще одна таблица из книги Роберта Зубрина, показывающая выгодность старта к внешним и внутренним планетам с Каллисто.
TABLE 8.6
Departing Jupiter at High Velocity Using High-Thrust Rockets
(initial orbit is 78 640 km x 1 883 000 km around Jupiter`s center)
| Rocket ∆V (km/s) | Maximum velocity (km/s) | Departure velocity (km/s) |
| 1,1 | 56,8 | 0 |
| 1,5 | 57,2 | 6,8 |
| 2 | 57,7 | 10,2 |
| 3 | 58,7 | 14,8 |
| 4 | 59,7 | 18,4 |
| 5 | 60,7 | 21,4 |
| 6 | 61,7 | 24,1 |
| 7 | 62,7 | 26,6 |
| 8 | 63,7 | 28,8 |
| 9 | 64,7 | 31,0 |
| 10 | 65,7 | 33,0 |
Исходя из совокупности приведенных данных, делаем вывод о приоритетности Каллисто для создания базы и дальнейшей колонизации.
Именно такой вывод сделало NASA почти 20 лет назад, в самом начале века, после чего был разработан проект мало известной сейчас программы HOPE (Human Outer Planet Exploration).
В одном из эпизодов документального сериала Discovery «Космические первопроходцы» профессор Бэзил Сингер в доступном виде рассказывает о возможности колонизации Каллисто.
Но как не бывает солнца без пятен, бочки меда без ложки дегтя, так и в случае с Каллисто есть один момент, который может перечеркнуть все его плюсы.
Каллисто, как угроза
По мнению известного российского ученого, доктора физико-математических наук Эдуарда Михайловича Дробышевского (1936-2012), подробно изложенному в его научной статье «Опасность взрыва Каллисто и приоритетность космических миссий» (1999), массивные ледяные оболочки многих луноподобных спутников внешних планет-гигантов Солнечной системы – Юпитера, Сатурна – уже взрывались, и именно в результате этих взрывов появились многие короткопериодические кометы. А ледяная оболочка Каллисто не взрывалась ни разу, поэтому имеет такую древнюю сильно кратерированную поверхность, и может быть в высокой степени насыщена продуктами электролиза льда – водородом и кислородом. В случае их детонации последствия могут быть фатальными для жителей Земли.
“Представьте себе – наша Луна окружена оболочкой льда. Толщина 800 километров. Это типичный массивный спутник типа Ганимеда, или Каллисто, или Титана. Лед грязный, через него идет электрический ток, поскольку все это движется в магнитном поле, в магнитосфере планеты-гиганта. И лед, в частности, неплохой проводник, если грязный еще – тем более. И происходит электролиз льда”, – говорил в свое время Дробышевский в интервью РИА “Новости”.
По его словам, эксперименты по электролизу льда неоднократно проводились во многих лабораториях. “И когда такая концентрация водорода с кислородом во льду достигает 15-20% – это взрывчатка. Она способна детонировать. А метеориты непрерывно “запрашивают” вот этот спутник – ты готов взорваться, твоя оболочка? В конце концов, происходит ее глобальный взрыв”.
Дробышевский утверждал, что один такой взрыв произошел относительно недавно, около 10 000 лет назад и, в частности, привел к возникновению атмосферы Титана, ледяных колец Сатурна, появлению некоторых короткопериодических комет.
«Титан далеко, а если взорвется Каллисто – Каллисто близко. И будет раз в жизни человека выпадать такое тело на Землю, что ядерная зима будет наступать, это катастрофа для биосферы. Страшная штука», – говорил ученый.
По его оценкам, после этого, через несколько десятков лет после взрыва, каждый год на поверхность Земли будет выпадать космическое тело, которое будет вызывать взрыв мощностью около тысячи мегатонн – около десяти-двадцати самых мощных водородных бомб.
“Надо исследовать, может ли Каллисто взорваться. Насколько сильно насыщены его льды продуктами электролиза, мы не знаем, и никто вам не скажет. Нужно полететь на Каллисто, сесть туда, пробурить, посмотреть”, – предлагал Дробышевский.
Прав он или неправ – покажет время. Но уже сейчас можно сказать следующее.
С одной стороны, ледяная кора Каллисто остается в стабильном состоянии уже несколько миллиардов лет. И может в таком состоянии оставаться столько же.
С другой стороны, молекулярный кислород в атмосфере планеты присутствует. И взяться ему неоткуда, кроме как в результате электролиза льда. Наверняка, и кислород, и, особенно водород быстро улетучиваются из атмосферы и таким образом поддерживается баланс, не позволяющий концентрациям этих газов во льду подняться до критических значений. Но в каком состоянии сейчас лед на Каллисто – не может сказать никто. Похоже, это никого и не волнует. Может я и ошибаюсь. Надеюсь на это.
Поэтому необходимы исследования. Желательно непосредственные, не дистанционные.
Исследования Каллисто
В 1979—1980 годах космическими аппаратами «Вояджер-1» и «2» в ходе их пролёта около Юпитера было проведено фотографирование более чем половины поверхности спутника с разрешением в 1—2 км. Были получены точные данные о массе, форме и температуре поверхности Каллисто.
С 1994 по 2003, КА «Галилео» совершил восемь близких пролётов от Каллисто, а во время последнего пролёта в 2001 зонд прошёл на расстоянии в 138 км от поверхности спутника. «Галилео» провёл глобальное фотографирование поверхности спутника и для некоторых отдельных районов сделал немало фотографий с разрешением до 15 метров.
В 2000 году космический аппарат «Кассини», находясь в полёте к системе Сатурна, получил инфракрасные спектры Каллисто с высоким разрешением.
В феврале-марте 2007 года КА «Новые горизонты», находясь в пути к Плутону, получил новые изображения и спектры Каллисто.
В настоящее время исследования на орбите Юпитера проводит миссия Juno. Однако она сконцентрирована на получении подробной информации о Юпитере. Информация о галилеевых спутниках, как целях исследований, отсутствует.
В настоящее время Европейское космическое агентство ведет подготовку к миссии JUICE (JUpiter ICy moons Explorer). Ее планируется запустить в 2022 году, а прибытие к цели (орбита Юпитера) намечено на 2029 год.
Запуск проекта NASA – Europa Clipper запланирован на 2023 или 2025 год. На орбиту вокруг Юпитера Clipper выйдет в 2028 году или позже (в зависимости от выбранного профиля запуска).
Исследование льда Каллисто действующими и готовящимися миссиями не запланировано.
Что еще почитать:
Взрывы ледяной оболочки спутников планет-гигантов
Гигантские осколки спутника Юпитера могут упасть на Землю и погубить все живое