МЛЕЧНЫЙ ПУТЬ №3, 2016(18)

Павел АМНУЭЛЬ
НА ПЫЛЬНЫХ ТРОПИНКАХ ДАЛЕКИХ ПЛАНЕТ…

Когда-нибудь люди, наверно, полетят к звездам. Конечно, не скоро и не на таких космических аппаратах, какие существуют или проектируются сегодня. Вряд ли кто-нибудь отправится в путешествие даже к самой близкой звезде Проксиме Центавра, если полет продлится несколько тысячелетий, а именно столько времени займет экспедиция при скорости 10–20 км/сек. Субсветовые же звездолеты если и будут строить, то на других принципах, о которых мы сейчас можем только догадываться (а скорее всего, и догадаться не можем).

Тем не менее уже сейчас ученые ищут в космосе звездные системы, которые станут вероятной целью будущих экспедиций. Конечно, это, в первую очередь, системы с землеподобными планетами, где хотя бы в принципе может быть жизнь, а если очень повезет, то и иная цивилизация. Астрофизические новости об открытиях экзопланет публикуют многие интернет-порталы, но наиболее точную и проверенную информацию предоставляют «Астронет» http://www.astronet.ru/, «Элементы» http://elementy.ru/ и «Троицкий вариант» http://trv-science.ru/.

О недавнем открытии землеподобной планеты в системе Проксимы Центавра рассказывает доктор наук, главные редактор «Троицкого варианта» Борис Штерн.

http://trv-science.ru/2016/09/06/est-li-zhizn-u-proxima-centauri/

Борис Штерн

«Не осталось никаких сомнений: у ближайшей к нам звезды Проксима Центавра есть планета массой не менее 1,3 массы Земли. Открытие сделано «дедовским» спектрометрическим методом, которым в 1995 году была обнаружена первая экзопланета у обычной звезды. Планету ловят по периодическому доплеровскому смещению линий звезды из-за ее вращения вокруг общего центра тяжести с планетой.

Период 11 дней найден с хорошей значимостью; единственное, что удивляет, – почему только сейчас. На самом деле международному коллективу, проводившему измерения на Европейской южной обсерватории, о планете было известно уже давно, просто долго копили данные, а в текущем году усовершенствовали методику.

Звезда Проксима Центавра слабенькая, красный карлик: в видимом свете уступает Солнцу по абсолютной светимости в видимом свете на четыре порядка, во всем спектре – на три порядка (0,17% солнечной светимости), расстояние планеты до звезды – одна двадцатая земного. Получается, 70% земного обогрева – это среднее между Землей и Марсом. Но поскольку планета тяжелая (1,3 земных массы – это минимум, может быть и 2, и 3 в зависимости от ориентации орбиты), то можно надеяться на толстую атмосферу и парниковый эффект.

В СМИ сразу появились радостные предположения о том, что планета может быть обитаема. Но все гораздо сложней. Планета из-за приливного трения повернута к звезде одной стороной. Все планеты в зоне обитаемости красных карликов повернуты к звезде одной стороной – это называется приливным замыканием и достаточно легко считается.

Приливное замыкание – очень плохо для обитаемости. Одна сторона все время горячая, другая – холодная. На холодной стороне со временем окажется вся вода в виде льда и даже весь азот и углекислый газ, тоже в твердой фазе. Собственно, вымерзнет вся атмосфера, кроме водорода и благородных газов. Правда, оговаривается, что мощная атмосферная циркуляция может спасти дело. Лазейки, наверное, есть, но тяжелая проблема остается.

Кроме того, маленькие звезды очень вредные. У них выделенная в недрах энергия выносится наружу глубокой конвекцией, которая генерирует хаотическое магнитное поле, а значит, и мощные звездные вспышки, сильный ультрафиолет, рентген и звездный ветер, который истощает атмосферу планеты. Это не фатально, но очень осложняет дело. Спасти планету может только сильное планетарное магнитное поле и толстая атмосфера, поглощающая ультрафиолет.

В целом, крайне маловероятно, что планета пригодна для жизни, но шанс есть. И этот шанс вдохновляет исследователей писать статьи с климатическими моделями, искать лазейки и предлагать методы исследования планеты. Не думаю, что открытие поможет безнадежному, на мой взгляд, проекту отправки нанозонда, – зато может стимулировать методы наблюдений.

Телескоп «Джеймс Вебб»

Космический телескоп «Джеймс Вебб», который будет запущен в 2018 году, также вряд ли сможет наблюдать планету напрямую: его дифракционный предел на волне 1 микрон лишь немногим меньше углового расстояния между звездой и планетой. А на нескольких микронах, где планету наблюдать легче и интересней, новый телескоп принципиально не сможет отделить планету от звезды. Такая задача по зубам лишь космическому интерферометру, все проекты которых закрыты.

Но все же многое можно узнать, хорошо измеряя суммарный свет звезды и планеты. Постоянно наблюдая яркость системы, можно вытянуть периодический сигнал известной частоты, связанный с тем, что планета поворачивается к нам то холодной, то горячей стороной. Если планета лишена атмосферы, амплитуда соответствующего сигнала – 3*10^-5 от яркости звезды.

Это все очень интересно, и мы, вероятно, узнаем многое о планете у ближайшей звезды в обозримое время. Это воодушевляет, даже если результат окажется разочаровывающим».

Полетят ли к этой (самой близкой к нам!) экзопланете люди? На этот вопрос Борис Штерн отвечает так:

«Проблема не в технологии, проблема в человеческом менталитете – как обойтись без прижизненной награды. В одной статье про межзвездный зонд я привел в пример создателей собора Святого Петра, которые вложили в сооружение душу, понимая, что ни они, ни их дети не увидят собора, – дескать, могли же люди работать ради следующих поколений. Кто-то мне ответил в комментариях: «Вот пусть Ватикан и запускает зонд». Шутки шутками, но это неплохо отражает общественную психологию. Ключ к межзвездным перелетам – альтруизм человека, а не та или иная техника».

«На экзопланету в принципе может ступить нога человека, – добавляет Б. Штерн, – если человек прибудет туда в виде замороженного эмбриона и будет каким-то образом там выращен. Для этого надо решить огромное количество проблем – от устойчивой сверхпроводимости при температуре не ниже 25–30 К (для магнитной защиты эмбрионов и электроники от космики) до тысячелетней надежности механизмов, от прорыва в искусственном интеллекте до освоения «экстракорпоральной репродукции» млекопитающих.

Гораздо тяжелей с мотивацией людей и мобилизацией ресурсов. В современном мире нет механизмов выделения средств на такой проект. И не надо надеяться на альтруизм большинства. Любое демократическое волеизъявление будет против затрат на колонизацию далекой планеты. Надежда, как обычно, только на меньшинство».

***

Что ж, полеты к дальним планетам и, тем более, к звездам – проблема, которой человечество займется в отдаленном будущем. Пока это фантастика. Но космос вообще – фантастичен и мифологичен. Об этом, в частности, речь в интервью журналиста Ольги Орловой с известным астрофизиком, доктором наук, лауреатом премии «Просветитель» Владимиром Сурдиным.

Владимир Сурдин

– Вас как профессионального астронома не раздражает большое количество мифов вокруг космоса?

– Любой миф – это почва, чтобы зацепить интерес. Мифы о Луне очень распространены. Почему? Да Луну все знают. Она почти каждую ночь у нас над головой. И в то же время очень много можно выдумать о Луне. Мы никогда не знали, что на обратной стороне. В XIX веке была масса мифов, что там живут лунатики, есть жидкие моря, атмосфера. Как можно себе представить атмосферу на половине небесного тела? И тем не менее на невидимой стороне Луны предполагали атмосферу. Сегодня уже, конечно, этим никого не удивишь. Это невозможно себе представить. Но, скажем, споры, был ли человек на Луне, вполне бродят в обществе.

– Как вы это объясняете? Вы занимаетесь популяризацией несколько десятков лет. Вы написали столько книг, прочитали столько лекций. Ваши коллеги создают огромные информационные ресурсы, включая, например, тот же сайт NASA, который прекрасно популяризирует космические исследования. После всего этого: десятков лет, труда нескольких сотен людей – вы вновь и вновь сталкиваетесь с людьми, которые говорят: «Американцы не были на Луне. Они нас обманывают». Как вы это переносите?

– Я пытаюсь использовать это для популяризации науки. По поводу Луны складывается сразу несколько историй. Во-первых, эта теория заговора легко легла на менталитет советского человека. Ведь нас же долго убеждали, что наша космонавтика впереди планеты всей, что мы лучшие, первые во всем. И люди так к этому привыкли, что поверить, что мы были не первыми на Луне или что мы вообще не были, а американцы умудрились, пожилым людям действительно сложно. Я с этим не раз сталкивался. И убеждает их только аккуратный рассказ о том, что было. Без передергиваний. И объяснение, как им морочат голову.

Например, те, кто верит в теорию заговора, говорят: «Да все это снято в павильонах Голливуда. Это же так легко было сделать. Более того, они вообще халтурно это сделали. Посмотрите, на фотографиях, якобы привезенных с Луны, нет ни одной звезды. Неужели было трудно на потолке в Голливуде нарисовать десяток-другой звезд?» Но человек, знакомый с техникой фотографии, прекрасно понимает, что фотографировать на поверхности Луны – это значит снимать при очень ярком солнечном освещении. Атмосферы нет, облаков нет, Солнце освещает Луну, как пляж в ясную погоду в Крыму.

Вспомните, какую выдержку мы ставим на фотоаппарате. Одна тысячная доля секунды. А сегодня на современных камерах – одна двухтысячная доля секунды, чтобы не было передержки. И тогда получается прекрасная фотография ландшафта.

Но звезды при такой экспозиции невозможно снять. Они очень слабо светят. Те, кто этим занимается, знают: экспозиция 10–15 секунд нужна, чтобы звезды свой свет оставили на фотопленке или на ПЗС-матрице современного аппарата. Не сочетаются эти два варианта. Либо вы звезды снимаете, либо ландшафт на Луне.

– Обычно про флаг всегда говорят: «Как так?»

– У нас есть несколько слайдов, которые сейчас вам все объяснят. Действительно, когда на фотографию смотришь, создается впечатление, что флаг трепещет на ветру. Говорят: «В павильонах Голливуда забыли закрыть двери, сквозняк».

– На Луне не может быть никакого ветра, чтобы...

– Его и нет. А теперь обратите внимание: я вам показываю несколько последовательных снимков. Космонавт отдает честь своему национальному флагу, он поднимает руку, опускает руку, а флаг не меняет свою форму. Его достали из пенала, попытались расправить. Но не взяли с собой на Луну утюг. И поэтому не смогли его расправить...

– То есть он просто в одном смятом положении?

– На Луне маленькая сила тяжести. Она не смогла даже оттянуть этот флаг вниз, расправить его.

– Он не висит. А не висит он потому, что нет...

– Он висит на металлической планке. Вниз свисает... И он до сих пор такой же мятый там висит.

– Они его там так и оставили?

– Конечно. Они ничего назад не брали. И почти все, что прибыло на Луну, там и осталось.

– Есть история, что, после того как американцы якобы побывали на Луне, а на самом деле не побывали, они сошли с ума. С астронавтами, которые прилунились, произошли очень серьезные психические изменения, потому что они туда не добрались, и так далее.

– Как раз с теми, кто прилунялся, никаких психических расстройств не произошло. Это и Армстронг, и его второй пилот Олдрин (кстати, он еще работает). А вот, говорят, некоторый сдвиг произошел у третьего члена их экипажа.

– Это тот, кто остался в это время на корабле и ждал своих товарищей?

– Да. Он не садился на Луну. Он стерег орбитальный корабль, летал вокруг Луны. Он вообще был своеобразный человек. Немножко закомплексованный. Но прекрасный пилот. Все они прекрасные пилоты. Но у него, конечно, остался комплекс неполноценности: прибыв к Луне, он так и не побывал на ее поверхности. Когда речь шла о каких-то дифирамбах, премиях, его немножко обходили стороной. Армстронга знают все, Олдрина знают некоторые. А кто знает Коллинза? Эту фамилию просто забыли те, кто не интересуется космонавтикой. Конечно, это нелегко было снести. И к старости он действительно немножко, как говорят, сдвинулся. Просто человек с неудовлетворенным чувством тщеславия.

– Существует ли перспектива космического туризма на Луну?

– Она есть. Она совершенно реальна. Я напомню, что на МКС побывало около 20 туристов. Это не так уж дорого для богатого человека. По-моему, около 50 млн долл. сегодня. Я прикидывал: где-то около 150 млн долл. хватит, чтобы человека к Луне свозить на два-три дня.

– Вы считаете, это правильно – развивать космический туризм и Луну осваивать?

– Конечно. А как можно туристам запрещать куда-то ездить? Когда речь идет о государственных деньгах, бюджетных, я против полетов человека на Марс и его длительного пребывания на орбите Земли, потому что никаких ощутимых научных результатов это до сих пор не принесло. Беспилотные аппараты работают намного эффективнее и дешевле.

Но когда речь идет о туристах, у вас есть деньги, хочется на вершину Эвереста, в Марианскую впадину, на Луну – ради бога, вы будете своим капиталом поддерживать технический прогресс, не более того, и рисковать своей жизнью, не затрачивая на это государственные деньги. Конечно, туризм я приветствую.

– Я не могу вас не спросить: вы учились у Иосифа Шкловского, знаменитого ученого и астронома. С его подачи история о том, что мы можем увидеть и узнать о внеземных цивилизациях, в свое время была очень популярна. Расскажите, пожалуйста, об этом.

Иосиф Шкловский

– Я был аспирантом Иосифа Самуиловича Шкловского. Он был совершенно блестящий астрофизик мирового уровня. Он был еще и романтик, замечательно писал и рисовал. И его книга «Вселенная. Жизнь. Разум», написанная в начале 1960-х, настолько яркая, живая. Там тема внеземных цивилизаций просто как научная проблема обсуждается. И, кстати, очень много интересного, позабытого ныне, высказывается. Иосиф Самуилович не был зациклен на одной гипотезе.

Появились средства космической связи, полетели первые аппараты к Луне, Марсу, были созданы огромные радиоантенны, которые позволяли с ним связываться. Оказалось, что с помощью этих же антенн можно переговариваться с братьями по разуму с других звезд. Все, проблема встала на научные рельсы.

– А вы помните, как это произошло? Вы с ним это обсуждали?

– Конечно. И не только я. Весь Советский Союз с ним это обсуждал, потому что его книгой зачитывалась публика. Она всколыхнула интерес, к сожалению, и к летающим тарелкам, и к неземным цивилизациям, и вообще эту проблему поставила на повестку дня.

Иосиф Самуилович высказывал научные, но нетривиальные идеи. Я напомню одну из них. В 1950-е годы прошлого века астрономы, измеряя движение одного из спутников Марса (Фобоса), обнаружили, что он немножко неправильно движется, что он как бы «трется» обо что-то, замедляет свое движение и приближается к поверхности Марса.

Иосиф Самуилович аккуратно сделал все расчеты. Получалось, что Фобос полый внутри, он, как мячик, не имеет внутренней массы, а только такой «надутый» может сильно затормозиться об атмосферу Марса. Что это может быть? Только искусственное сооружение. Таких полых объектов в естественных условиях не образуется. Он высказал идею, что это действительно искусственный спутник, огромный, 20 км размером, что некогда либо марсианская цивилизация, либо пришельцы создали его. И это была совершенно научная идея. Тогда она обсуждалась учеными. Но сегодня она превратилась в какой-то астрономический миф. Из этого мифа родились идеи о полой Земле, полой Луне, что совершенная чушь. Но Фобос действительно меняет свое движение. Теперь мы поняли почему. Атмосфера Марса здесь ни при чем. Он взаимодействует с поверхностью Марса, вызывает приливы. Так же, как Луна на поверхности Земли вызывает приливы в океане, Фобос вызывает приливы в теле Марса. И таким образом тормозится и скоро упадет на Марс. Скоро – по моим астрономическим меркам, через 50 млн лет. Для нас это очень короткий эпизод в жизни планеты.

Иосиф Самуилович был прав. Спутник упадет. Но он не полый. И когда это выяснилось (а выяснилось это в конце 1960-х, когда туда полетели космические аппараты), научная проблема исчезла, и Шкловский отказался от своей идеи.

– Как часто бывает, что у астрономов появляется реальный повод задуматься о внеземных цивилизациях?

– Сам Шкловский в конце жизни считал, что внеземных цивилизаций рядом с нами нет, иначе мы бы их нашли. Честно говоря, и мы сегодня примерно так же думаем. Но немножко изменилась точка зрения вот в каком смысле. Мы их ищем по радиосигналам. А Шкловский не мог знать, что сегодня радио отступает. Сегодня основные каналы информации – это не эфирное радио, а скрытые под землей оптоволоконные сигналы, которые недоступны внеземным цивилизациям. Мы не шумим на всю Вселенную своими останкинскими мощными передатчиками телевизионных и радиосигналов, мы тихо передаем от человека к человеку, от компьютера к компьютеру сигналы, которые трудно заметить со стороны.

И может быть, как раз в этом причина – мы слушаем космос, но не можем услышать, потому что нечего слышать: эпизод радиосвязи очень короткий – 100 лет. Родилось радио – и меньше чем через 100 лет почти исчезло, исчезает на наших глазах.

– Недавние известия, когда Юрий Мильнер объявил, что он готов вложить 100 млн долл. в поиск внеземных цивилизаций, были встречены очень противоречиво. Как вы к этому относитесь? (О проекте Мильнера см. «Млечный Путь», № 17)

– Ученые по-разному реагируют на саму идею принимать и еще более остро – на идею передавать радиосигналы в космос. Якобы нас могут услышать, прилететь, поработить, съесть, освоить нашу благоприятную для жизни планету. Я, конечно, отношусь к этому с энтузиазмом, а не со скепсисом. Потому что таких планет, как наша, много. Мы их уже обнаруживали. Экзопланет, то есть планет у других звезд, открыто сегодня несколько тысяч. И среди них несколько дюжин можно просто предъявить: вот они, почти полные копии Земли. Планет больше, чем цивилизаций, к сожалению. Установить связь с цивилизацией – это значит вообще перевернуть наши знания о собственной истории, увидеть второй вариант разумной жизни, узнать, с какими проблемами они сталкивались и как их решали. Представьте себе, что мы наладили контакт с братьями по разуму. Это фантастика. Это заполонит все эфиры, Интернет, мозги любознательных людей. Это будет чрезвычайно интересно. И на это не жалко денег. К сожалению, приходится с миру по нитке собирать на такие поиски. Например, для анализа радиосигналов, приходящих из космоса, – а это очень тонкий математический анализ – приходится, чтобы выявить там сообщение, этот сигнал предоставлять всем пользователям. Сегодня на Земле сотни тысяч людей отдают время своих компьютеров на анализ этих сигналов. Это энтузиасты программы SETI Home.

Мы уже много интересных сигналов нашли. Не надо думать, что вообще ничего загадочного из космоса не приходит. Приходит. Мы пока не можем разобраться, что именно. Но это очень непохоже на естественные сигналы. Уже целый банк таких сигналов накоплен, и он продолжает накапливаться. Но пока понять их смысл мы не можем.

– Этим летом исполнилось сто лет со дня рождения Иосифа Шкловского.

– Всего лишь сто лет. К сожалению, он очень недолго активно работал. Но то, что он сделал, дорогого стоит.

– Если бы вам удалось с ним поговорить сейчас, что самое важное вы бы ему рассказали? Чем бы вы могли его поразить?

– По крайней мере, весть о том, что наша Вселенная расширяется, не замедляясь, как думало то поколение астрофизиков, а с ускорением, – фантастическая вещь. Весть о том, что несколько месяцев назад открыли-таки гравитационные волны, – это порадовало бы его невероятно, и любого астрофизика его поколения, потому что, честно говоря, никто не рассчитывал, что это так быстро произойдет. Весть о том, что те нейтронные звезды, которым он посвятил последние годы... Он же был настоящий физик. А нейтронная звезда – это фантастическая физика. Тогда это были какие-то крохи. Сегодня у нас, как говорят, зоопарк разнообразных нейтронных звезд с удивительными свойствами, с фантастическими магнитными полями. Это такая лаборатория для физика! В общем, жалко, что люди живут недолго. Каждые 10 лет для ученого приносят столько подарков, особенно в области астрономии, потому что Вселенная велика, это гигантская лаборатория. И каждый день мы там находим что-то интересное.