На 19 октомври 1899 г. едно 17-годишно момче се качва на една череша и изведнъж го осенява прозрение. Току-що е прочело „Война на световете“ от Хърбърт Уелс и е впечатлено от идеята, че можем да летим с ракети и да изследваме вселената. Казва си колко хубаво би било да се конструира апарат, който би могъл поне хипотетично да Лети до Марс — и тогава го изпълва убеждението, че на хората им е писано да изследват Червената планета. Когато слиза от дървото, момчето вече е друг човек. Ще посвети живота си на мечтата за изработването на ракета, която да превърне въжделенията му в реалност. Датата 19 октомври остава за него празник до края на живота му.

Името му е Робърт Годард и след време той създава първата многостепенна ракета с течно гориво, като по този начин поставя началото на поредица събития, които променят хода на човешката история.

Робърт Годард е един от малцината пионери, които въпреки изолацията, бедността и присмеха на колегите си продължават своето дело напук на всичко и поставят основите на астронавтиката. Един от първите подобни визионери е великият руски учен Константин Циолковски, който полага теоретичната основа на космическите полети и трасира пътя, по който поема Робърт Годард. Циолковски живее в крайна бедност и усамотение, като едва свързва двата края с учителстване. На младини прекарва повечето от времето си^[2] по библиотеките, където с голям интерес чете научни списания, изучава законите на Нютон и ги съотнася към идеята за пътуване в космоса. Мечтата му е да лети до Луната и Марс. Самостоятелно, без помощта на научната общност, той разработва математическите, физичните и механичните аспекти на ракетното дело и изчислява, че скоростта на откъсване от Земята (втора космическа скорост) — тоест минималната скорост, която е необходима на едно тяло, за да се освободи от земното притегляне, — е 40 000 км/ч, което е много повече от скоростта от 25 км/ч при пътуване с конски впряг по онова време.

През 1903 г. Циолковски публикува известната си ракетна формула, която позволява да се определи максималната скорост на дадена ракета, ако са известни теглото й и подаваното количество гориво. Формулата показва, че съотношението между скоростта и притока на гориво се променя прогресивно. Човек би предположил, че ако искаме да удвоим скоростта на ракетата, просто трябва да удвоим подаваното количество гориво. Но всъщност притокът на гориво трябва да се увеличава прогресивно, което значи, че едно минимално увеличаване на скоростта изисква огромно увеличаване на подаваното количество гориво.

Тази прогресивна зависимост показва, че за да се излезе извън пределите на Земята, е необходимо огромно количество гориво. Благодарение на формулата на Константин Циолковски за пръв път става възможно да се предвиди колко гориво е нужно за полет до Луната, и то дълго преди въжделенията му да се превърнат в реалност.

Ръководният принцип на Циолковски гласи: „Земята е нашата люлка, но не можем да останем в люлката си завинаги“, а освен това той е последовател на философията на космизма, според която бъдещето на човечеството е в изследването на космоса. През 1911 г. той пише: „Да стъпим на повърхността на астероид^[3], да вземем в ръка камък от Луната, да изградим мобилни станции в космическия етер, да създадем обитаеми пръстени около Земята, Луната и Слънцето, да наблюдаваме Марс от няколко десетки километра разстояние, да се спуснем на повърхността на някой негов спътник или дори на самата планета — има ли нещо по-налудничаво от това!“.

Въпреки че Константин Циолковски е твърде беден, за да може да превърне математическите си формули в реални прототипи, тази нова стъпка е направена от Робърт Годард, който създава прототипите, залегнали по-късно в основата на астронавтиката.

Робърт Годард започва да се интересува от наука още като дете, когато става свидетел на електрификацията на родния си град. Той стига до убеждението, че науката ще преобрази всички области на живота. Интересът му е подхранван от неговия баща, който му подарява телескоп, микроскоп и абонамент за научнопопулярното списание „Сайънтифик Америкън“. Отначало Годард започва да експериментира с хвърчила и балони. Един ден в библиотеката попада на знаменития труд на Исак Нютон „Математически начала на натурфилософията“ и така научава законите за движението. Скоро след това насочва интереса си към приложението на законите на Нютон в ракетната техника.

Годард постепенно изгражда от любопитството си полезен за науката инструмент, като въвежда три иновации. Първо, той експериментира с различни видове гориво и установява, че прахообразните горива са неефективни. Векове по-рано китайците изобретяват барута и го използват за ракети, но за барута е характерно, че гори неравномерно, затова ракетите си остават най-вече играчки. Първото гениално хрумване на Робърт Годард е прахообразното гориво да се замени с течно, защото течното гориво може да се контролира прецизно и да гори чисто и равномерно. Той изработва ракета с два резервоара — единият за гориво, например спирт, а другият за окислител, например течен кислород. Посредством система от тръби и клапи тези две течности се отвеждат към горивна камера и там се извършва внимателно контролиран взрив, с който може да се задвижи ракета.

Годард си дава сметка, че когато ракетата полети в небето, горивните й резервоари започват постепенно да се изпразват. Следващото му нововъведение е създаването на многостепенна ракета, която се освобождава от изпразнените си резервоари и така намалява излишното си тегло по време на полета, а по този начин значително се увеличава далечината на полета и ефективността на ракетата.

Последното от трите нововъведения на Годард е използването на жироскопи. При въртенето на жироскопа оста му винаги сочи в една и съща посока дори ако самият осов елемент също се върти. Например ако сочи към Полярната звезда, оста ще продължи да сочи в тази посока дори ако жироскопът се обърне наопаки. Това означава, че когато един космически кораб се отклони от траекторията си, отклонението може да се компенсира чрез подаване на съответната команда към двигателите и така корабът ще се върне към първоначалния си курс. Годард разбира, че неговите ракети могат да поддържат желания курс с помощта на жироскопи.

През 1926 г. той извършва първото в историята успешно изстрелване на ракета с течно гориво. Ракетата се издига 12 м във въздуха, лети в продължение на 2,5 секунди и се приземява на 56 метра разстояние в една зелева градина. (Днес това място е свещено за всички ракетни специалисти и е обявено за национална историческа забележителност.)

В лабораторията си в Кдарк Колидж Робърт Годард създава основната конструкция на ракетите с химически двигател. Днешните гиганти, които излитат с грохот от ракетните площадки, са преки потомци на създадените от него прототипи.

Въпреки успехите си Робърт Годард се превръща в истинско посмешище за медиите. Когато през 1920 г. се разчува, че той сериозно обмисля осъществяването на космически полети, в „Ню Йорк Таймс“ е публикуван остро критичен материал, който друг на негово място не би понесъл. Вестникът заявява иронично: „Този професор Годард^[4], който уж преподава в Кларк Колидж…, не разбира връзката между действие и противодействие и не знае, че е нужно нещо повече от вакуум, за да се получи противодействие — обратното твърдение би било абсурдно. Разбира се, единственият недостатък на този човек е, че му липсват елементарни гимназиални познания“. А през 1929 г., след като Годард изстрелва поредната си ракета, в местния вестник в Устър се появява следното унизително заглавие: „Ракета, изстреляна към Луната, мина на 384310,5 км встрани от целта“. Очевидно „Ню Йорк Таймс“ и други като тях не разбират законите на Нютон и погрешно смятат, че не е възможно в космическия вакуум да летят ракети.

Третият закон на Нютон, който гласи, че на всяко действие съответства равно по големина и противоположно по посока противодействие, е основен закон в астронавтиката. Той е известен на всяко дете, което поне веднъж е надувало балон и го е пускало, без да го завърже, при което балонът е политал на зигзаг из въздуха. В този случай „действието“ е бързото излизане на въздуха от балона, а „противодействието“ е движението на самия балон напред. Нещо подобно се наблюдава и при ракетите: „действието“ е изхвърлянето на нагорещените газове от единия край на ракетата, а „противодействието“ е движението на ракетата напред, което е възможно дори в космическия вакуум.

Робърт Годард умира през 1945 г. и не успява да прочете извинението от редакцията на „Ню Йорк Таймс“ след кацането на „Аполо“ на Луната през 1969 г. Вестникът пише: „Вече е безспорно установено, че ракетите могат да летят не само в атмосферата, но и във вакуум. Извиняваме се за допуснатата грешка“.

Видяхме, че първата фаза от историята на ракетното дело е ера на мечтатели като Константин Циолковски, които разработват физико-математическите аспекти на астронавтиката. Втората фаза е белязана от личности като Робърт Годард, които реално създават първите прототипи на ракети. През третата фаза ракетните специалисти привличат вниманието на властите в големите държави. Вернер фон Браун е един от тези специалисти. Въз основа на скиците, мечтите и моделите на своите предшественици^[5] и с подкрепата на германското правителство — а по-късно и на американското, — той създава гигантски ракети, които впоследствие успешно превозват хора до Луната.

Този най-прочут от всички ракетостроители е аристократ по рождение. Бащата на барон Вернер фон Браун е земеделски министър на Германия по времето на Ваймарската република, а майка му има родови връзки с кралските семейства във Франция, Дания, Шотландия и Англия. Фон Браун е прекрасен пианист още от малък и дори композира музика. В един момент е можел да стане известен музикант или композитор. Но когато майка му му подарява телескоп, съдбата му се променя. Остава очарован от космоса. Започва жадно да поглъща научнофантастична литература и е запленен от рекордните скорости, развивани от автомобилите с ракетни двигатели. Веднъж на 12-годишна възраст той предизвиква хаос из оживените улици на Берлин, като запалва фойерверки, прикрепени към детска каручка. За негова радост, каручката излита като… именно, като ракета. Полицията обаче не споделя възторга на момчето. Арестуват го, но после го освобождават благодарение на влиянието на баща му. След години Вернер фон Браун си спомня с умиление: „Това, което стана, надмина и най-смелите ми очаквания. Каручката се носеше шеметно насам-натам и имаше огнена опашка като комета. Чак когато ракетките изгоряха и завършиха искрящия си танц със страхотен финален пукот, славната одисея на каручката приключи“.

Фон Браун признава, че математиката никога не му се е удавала особено. Но желанието му да прави ракети го стимулира да изучи тънкостите на математическия анализ, законите на Нютон и космическата механика. Веднъж казва на преподавателя си: „Имам намерение да отида на Луната“^[6].

През 1934 г. завършва докторантура по физика. Голяма част от времето си обаче прекарва в любителското Берлинско ракетно дружество, чиито членове изработват ракети от резервни части и ги тестват в един изоставен крайградски парцел от 1200 декара. През същата година дружеството прави успешно изпитание на ракета, която се издига на 3 км височина.

Вернер фон Браун е можел да стане преподавател по физика в някой германски университет и да пише умни статии по астрономия и астронавтика. Само че по това време вече мирише на война и цялото германско общество, включително системата на висшето образование, започва да се милитаризира. За разлика от предшественика си Робърт Годард, на когото американските военни отказват финансиране, Вернер фон Браун е приет по коренно различен начин от нацисткото правителство. Управление „Въоръжение на Сухопътните сили“, което търси все нови и нови оръжия, забелязва Фон Браун и му предлага щедро финансиране. Работата му е толкова секретна, че дори докторската му дисертация е засекретена от военните и е публикувана чак през 1960 г.

По всичко личи, че Вернер фон Браун е аполитичен. Неговата страст е ракетната техника и щом държавата иска да финансира изследванията му, той е готов да приеме. Нацистката партия му предлага условия, за които човек може само да мечтае: дава му да оглави мащабен проект за построяване на ракета на бъдещето с почти неограничен бюджет и с участието на каймака на немската наука. Фон Браун твърди, че поканата към него да стане член на нацистката партия и дори на СС е била по-скоро начин на приобщаване на държавен служител, отколкото отражение на политическите му убеждения. Но когато човек сключи сделка с дявола, дяволът винаги иска повече.

Под ръководството на Вернер фон Браун записките и скиците на Циолковски и прототипите на Годард се превръщат в ракета с наименование „Оръжие за възмездие 2“ — модерно бойно оръжие, което сее смърт в Лондон и Антверпен, унищожавайки цели квартали. Тази ракета, по-известна като „Фау-2“, е невероятно мощна. В сравнение с нея ракетите на Годард изглеждат като играчки. „Фау-2“ е висока 14 м и тежи 12,5 т. Може да развие уникалната скорост от 5760 км/ч и да се издигне на височина до около 100 км. Поразява целта си със скорост три пъти по-висока от скоростта на звука, и то след напълно безшумен полет, ако изключим едно двукратно изпукване при преминаването на звуковата бариера. А максималната далечина на полета е 320 км. Всякакви опити за неутрализиране на „Фау-2“ са безполезни по онова време, защото никой не може да я проследи и никакъв самолет не може да я настигне.

„Фау-2“ поставя редица световни рекорди, като надминава всички предишни постижения по отношение на скоростта и далечината на полета на ракета. Тя е първата управляема балистична ракета с голям обсег на действие. Тя е и първата свръхзвукова ракета. И което е най-впечатляващо, тя е първата ракета, която излиза извън атмосферата и навлиза в космическото пространство.

Британското правителство е толкова слисано от това модерно оръжие, че не намира думи да го опише. Така се ражда измислицата, че множеството експлозии се дължат на спукани газови тръби. Но понеже е очевидно, че това, което причинява ужасяващите взривове, идва от небето, хората започват саркастично да ги наричат „летящи газови тръби“. Едва след като нацистите обявяват, че е започнало използването на нов вид оръжие срещу британците, Уинстън Чърчил най-после признава, че Англия е била нападната с ракети.

Тези обстоятелства създават впечатлението, че бъдещето на Европа и на цялата западна цивилизация е в ръцете на малък изолиран екип учени под ръководството на Вернер фон Браун.

Успешното използване на модерните немски оръжия става за сметка на огромен брой човешки жертви. Срещу Съюзниците са изстреляни над 3000 ракети „Фау-2“, които отнемат живота на 9000 души. Предполага се, че броят на жертвите е дори още по-голям — поне 12 000, ако се прибавят загиналите военнопленници, които изработват „Фау-2“ в трудови лагери при робски условия. Дяволът си иска своето. Вернер фон Браун разбира, че е отишъл твърде далеч, но вече е късно.

Когато посещава мястото, където се строят ракетите, той е ужасен. Негов приятел по-късно цитира думите му: „Там е същински ад. Спонтанната ми реакция беше да поговоря с един от есесовските охранители, но получих недвусмислен, рязък отговор, че е по-добре да си гледам работата, ако не искам и аз да облека същите раирани работни дрехи!… Разбрах, че всякакви опити да се изтъкнат хуманни доводи са напълно безполезни“. Когато питат друг колега дали Вернер фон Браун някога е изразявал критично мнение по повод на тези лагери на смъртта, той отвръща: „Ако беше изказал критично мнение, според мен щяха моментално да го застрелят“.

Фон Браун става пионка в ръцете на създаденото с негова помощ чудовище. През 1944 г., когато развоят на войната не е благоприятен за немците, той се напива по време на едно празненство и казва, че войната не върви добре. „Искам само да се занимавам с ракети“, споделя той. Изразява съжаление, че участва в разработването на оръжия, вместо да работи върху създаването на космически кораб. За жалост на празненството присъства шпионин и когато коментарите на пияния Фон Браун стигат до властите, Гестапо го арестува. Две седмици го държат в затворническа килия в Полша, без да е ясно дали няма да го екзекутират. Докато Хитлер решава съдбата му, изкристализират и други обвинения, включително слухът, че Фон Браун симпатизира на комунистите. Някои функционери се боят, че може да избяга в Англия и да саботира използването на „Фау-2“.

В крайна сметка директната молба на Алберт Шпеер към Хитлер спасява живота на Вернер фон Браун, защото все още го смятат за твърде ценен за програмата „Фау-2“.

Ракетата „Фау-2“ изпреварва времето си с десетилетия, но активното й използване по време на бойни действия започва едва в края на 1944 г., когато Червената армия и силите на Съюзниците вече се насочват към Берлин и е твърде късно да се избегне крахът на нацистката империя.

През 1945 г. Вернер фон Браун и стотина от неговите асистенти се предават на Съюзниците. Всички те, заедно с 300 вагона с ракети „Фау-2“ и резервни части, са превозени тайно до САЩ. Това е част от операция „Кламер“, в рамките на която американците разпитват и вербуват бивши нацистки учени.

Сухопътните сили на САЩ разучават устройството на „Фау-2“, въз основа на което по-късно е създадена ракетата „Редстоун“, а нацистките досиета на Вернер фон Браун и асистентите му са „изчистени“. Но над Фон Браун остава да тегне сянката на крайно съмнителното му нацистко минало. Комикът Морт Сал обобщава кариерата му по следния остроумен начин: „По принцип се целя в звездите, но понякога улучвам Лондон“^[7]. Певецът Том Лерър пише: „Щом ракетите излитат, какво значение има къде кацат? Това не ми влиза в работата“.

През 20-те и 30-те години на XX в. американските чиновници пропускат стратегическа възможност, като не осъзнават значението на успехите, постигнати в собствената им родина от Робърт Годард. Когато Вернер фон Браун пристига в САЩ след войната, те пропускат още една стратегическа възможност. През 50-те години американското правителство оставя работата на Фон Браун и асистентите му на самотек, без да им даде някаква реална задача. Впоследствие възниква съперничество между отделните родове войски. Сухопътните сили създават ракетата „Редстоун“ под ръководството на Фон Браун, докато Военноморските сили конструират ракетата „Авангард“, а Военновъздушните сили — „Атлас“.

Тъй като няма конкретни задължения към Сухопътните сили, Фон Браун започва да проявява интерес към популяризирането на науката. Заедно с „Уолт Дисни“ създава телевизионен анимационен сериал, който разпалва въображението на бъдещите ракетни специалисти. В сериала Фон Браун описва в общи линии една мащабна научна кампания за бъдещ полет до Луната и за създаването на флотилия космически кораби, които да стигнат до Марс.

Докато американската ракетна програма действа на приливи и отливи^[8], руснаците бързо напредват в тази област. Йосиф Сталин и Никита Хрушчов съзнават стратегическото значение на космическата програма и я издигат като ключов приоритет. Ръководството на дейността се поема от Сергей Корольов, чиято самоличност е строго секретна. В продължение на години той е наричан загадъчно „главният конструктор“ или „инженерът“. Руснаците също пленяват редица инженери от екипа „Фау-2“ и ги отвеждат в Съветския съюз. Под техните наставления те скоро създават серия ракети на основата на „Фау-2“. Общо взето целият ракетен арсенал на САЩ и СССР се основава на модифицирани или комбинирани варианти на моделите „Фау-2“, които, от своя страна, се базират на ранните прототипи на Робърт Годард.

Една от главните цели както на САЩ, така и на СССР, е изстрелването на първия изкуствен спътник на Земята. Концепцията за такъв спътник е представена за пръв път от самия Исак Нютон. В известната си схема Нютон обръща внимание на факта, че ако стреляме с оръдие от върха на възвишение, изстреляното гюле най-вероятно ще падне в подножието на възвишението. Но въз основа на формулите за движение може да се предвиди, че ако гюлето се изстреля с по-голяма скорост, ще падне по-далеч. При достатъчно голяма скорост гюлето ще обиколи цялата Земя и ще се превърне в неин спътник. Нютон прави революционно откритие: ако вместо гюле наблюдаваме Луната, формулите за движение ще ни позволят да изчислим точно нейната орбита.

В мисловния експеримент с гюлето Нютон задава ключов въпрос: щом една ябълка е подвластна на земното притегляне, значи ли това, че Луната също е подвластна на тази сила? Щом обикалящото около Земята гюле се движи със земно ускорение, Луната също би трябвало да се движи със земно ускорение. Прозрението на Нютон води до някои от най-революционните открития в цялата човешка история. Той може да изчисли движението на гюлетата, на планетите и техните спътници — почти на всичко. Например с помощта на Нютоновите закони лесно се стига до извода, че за да може изстреляно с оръдие гюле да обиколи Земята, то трябва да излети със скорост 29 000 км/ч.

Теорията на Нютон се превръща в реалност, когато Съветският съюз изстрелва първия изкуствен спътник на Земята — „Спутник“ — през октомври 1957 г.

Шокът на американците от новината за първия изкуствен спътник е наистина огромен. Те разбират, че Съветският съюз е водещата нация в областта на ракетното дело. Унижението им още повече се подсилва два месеца по-късно, когато ракетата „Авангард“ на Военноморските сили на САЩ претърпява пълно фиаско пред погледа на телевизионните зрители по света. Много добре си спомням, че тогава бях питал майка си дали може да остана буден до по-късно, за да гледам изстрелването на ракетата. Тя неохотно се съгласи. С ужас видях как „Авангард“ подскочи на около метър височина, после цопна обратно, прекатури се и цялата ракетна площадка бе погълната от мощна ослепителна експлозия. Конусовидният връх на ракетата, където всъщност беше самият спътник, се преобърна и потъна в кълбо от пламъци.

Унижението продължава и когато второто изстрелване на „Авангард“ няколко месеца по-късно също се оказва неуспешно. Пресата гръмва — ракетата е наречена „Смъртник“ и „Капутник“. Съветският представител в ООН дори предлага на шега Русия да окаже помощ на САЩ.

След този страшен медиен удар върху националния ни престиж на Вернер фон Браун е поръчано спешно да подготви изстрелването на спътника „Експлорър 1“ с ракетата „Юнона 1“. Тази ракета е създадена въз основа на „Редстоун“, която, от своя страна, е базирана на „Фау-2“.

Съветският съюз обаче готви цяла серия изненади. През следващите няколко години медиите съобщават за поредица исторически постижения на руснаците:

За разлика от китайския военен флот, който престава да съществува за векове, американската програма за пилотирани космически полети вече се възражда. Тази промяна се дължи на различни фактори.

Един от тях е притокът на ресурси от предприемачи от Силициевата долина. Рядкото съчетание на частни средства и държавно финансиране позволява създаването на ново поколение ракети. Същевременно намаляващата себестойност на космическите полети прави редица проекти изпълними. Успоредно с възраждащия се интерес на американците към холивудските филми и телевизионните предавания на космическа тематика нараства и обществената подкрепа за развитието на астронавтиката.

Най-важното е, че НАСА отново започва да действа целенасочено. След години на хаотичност, колебливост и нерешителност на 8 октомври 2015 г. агенцията най-после обявява дългосрочната си цел: да изпрати астронавти на Марс. Тя дори си набелязва няколко по-близки цели, първата от които е завръщане на Луната. Но сега Луната не е крайна дестинация, а етап от по-амбициозния план за полет до Марс. Неориентираната по-рано агенция вече има посока. Анализаторите приветстват решението и отбелязват, че НАСА има амбицията отново да извоюва палмата на първенството в изследването на космоса.

Нека сега да разгледаме най-близкия до нас небесен съсед — Луната, след което ще се отправим към открития космос.

В кампанията си за завръщане на Луната НАСА разчита на тежкотоварната ракета носител СЛС (SLS — Space Launch System) в съчетание с космическия модул „Орион“. И двата компонента стават жертва на бюджетните съкращения на президента Обама в началото на десетилетието, когато той закрива програмата „Констълейшън“ („Съзвездие“). НАСА обаче успява да спаси космическия модул по програмата — капсулата „Орион“, както и тежкотоварната ракета носител СЛС, която по онова време още е в етап на разработване. Първоначално двата компонента са предназначени за съвсем различни мисии, но после са обединени в едно и се превръщат в основната система на НАСА за извеждане в космоса.

Засега се планира ракетата „СЛС/Орион“ да извърши пилотиран полет покрай Луната в средата на третото десетилетие на нашия век.

Първото, което прави впечатление при системата „СЛС/ Орион“, е, че изобщо не прилича на непосредствените си предшественички — космическите совалки. Но тя наподобява ракетата „Сатурн 5“. През последните близо 45 години „Сатурн 5“ е музеен експонат. В известен смисъл тя сега се връща към живот под формата на ракетата носител СЛС. Параметрите на „СЛС/ Орион“ създават впечатление за дежавю.

СЛС може да превози до 130 тона полезен товар. Висока е 117 м, което също напомня „Сатурн 5“. За разлика от космическите совалки, където астронавтите се помещават в кораб, разположен успоредно на ракетата носител, тук те се возят в капсула на върха на ракетата носител, което е идентично с разположението на капсулата „Аполо“ върху ракетата „Сатурн 5“. Друго различие в сравнение със совалките е, че „СЛС/Орион“ е предназначена предимно за превоз на астронавти, а не на товари. Освен това „СЛС/Орион“ е конструирана не просто за орбитални полети около Земята. Също както „Сатурн 5“, тя може да достигне втора космическа скорост и да се освободи от земното притегляне.

Капсулата „Орион“ е предназначена за четири до шест души екипаж, докато капсулата „Аполо“ на ракетата „Сатурн 5“ е побирала само трима. Също както при „Аполо“, вътрешното пространство в „Орион“ е силно ограничено. Капсулата е с диаметър 5 м и височина 3,4 м, а теглото й е 26 т. (Поради пространствения дефицит астронавтите по принцип винаги са били с дребно телосложение. Юрий Гагарин например е бил висок само 1,57 м.)

За разлика от ракетата „Сатурн 5“, която е конструирана специално за полет до Луната, ракетата СЛС може да ни отведе почти навсякъде — на Луната, при астероидите и дори на Марс.

Не бива да забравяме и за милиардерите, на които им е писнало от мудната работа на бюрократите от НАСА и искат сравнително скоро да изпратят астронавти на Луната и дори на Марс. Тези млади предприемачи са привлечени от предложението на бившия президент Обама програмата за пилотирани космически полети да се даде в ръцете на частни фирми.

Защитниците на НАСА твърдят, че сравнително бавното й темпо на работа се дължи на вниманието, което агенцията отделя на сигурността. След двете трагедии с космическите совалки проведените в Конгреса изслушвания едва не довеждат до пълното закриване на космическата програма заради острото обществено неодобрение. Става ясно, че още един инцидент от такъв мащаб може да сложи край на програмата. Освен това поддръжниците на НАСА изтъкват, че през 90-те години на XX в. агенцията издига лозунга „По-бързо, по-добре, по-евтино“. Но след като през 1993 г. междупланетната станция „Марс Обзървър“ излиза окончателно от строя поради спукване на горивен резервоар точно преди да влезе в орбита около Марс, много наблюдатели изказват мнението, че може би НАСА е избързала с мисията — и тогава лозунгът „По-бързо, по-добре, по-евтино“ е изоставен тихомълком.

Не е лесно да се постигне баланс между призивите за ускоряване на програмата и опасенията на бюрократите относно сигурността и цената на евентуален провал.

КОЙ Е ПО-ПО-НАЙ. Съпоставка между оригиналната ракета „Сатурн 5“, с която нашите астронавти летяха до Луната, космическите совалки и други ракети носители, които са в процес на изпитание.

Въпреки всичко двама милиардери се наемат да оглавят усилията за ускоряване на космическата програма: това са Джеф Бейзос, основател на „Амазон“ и собственик на „Уошингтън Поуст“, и Илон Мъск, основател на „ПейПал“, „Тесла“ и „Спейс Екс“.

Пресата вече говори за „битката на милиардерите“.

Както Джеф Бейзос, така и Илон Мъск искат човечеството да се насочи към овладяването на космоса. Мъск гледа в по-далечна перспектива и мисли за Марс, докато Бейзос има по-краткосрочна визия за пътуване до Луната.

КЪМ ЛУНАТА

Тълпи хора са се стекли във Флорида с надеждата да зърнат първата капсула, с която наши астронавти ще полетят към Луната. Тримата астронавти, които ще пътуват в лунната капсула, ще извършат безпрецедентно пътешествие: за пръв път в човешката история те ще се докоснат до чуждо небесно тяло. Полетът до Луната ще продължи близо три дена, а астронавтите ще преживеят нови за хората неща, например безтегловност. След героичното пътешествие корабът благополучно ще се приводни в Тихия океан, а завърналите се с него астронавти ще бъдат посрещнати като герои, които са отворили нова страница в човешката история.

Въз основа на законите на Нютон са направени всички необходими изчисления, гарантиращи прецизността на полета. Но има един проблем. Всичко това е всъщност измислица на писателя Жул Верн, намерила място в пророческия му роман „От Земята до Луната“, който е публикуван през 1865 г., непосредствено след края на Американската гражданска война. Изстрелването към Луната е организирано не от учени от НАСА, а от членове на Балтиморския оръжеен клуб.

Невероятно е, че повече от век преди първото кацане на Луната Жул Верн успява да предвиди толкова много подробности относно реалния полет. Той правилно предугажда размерите на истинската капсула, мястото на изстрелването и начина на приземяване след края на пътешествието.

Единственият съществен недостатък на описаната история е, че изстрелването към Луната се извършва с гигантско оръдие. При такъв изстрел внезапното ускорение би било около 20 000 пъти по-силно от земната гравитация и това със сигурност би се оказало смъртоносно за астронавтите. Но преди появата на ракетите с течно гориво Жул Верн не е можел да си представи излитането по друг начин.

Освен това писателят смята, че астронавтите би трябвало да изпаднат в безтегловност, но само за малко — по средата на пътя между Луната и Земята. Той не знае, че състоянието на безтегловност трае през целия полет. (Дори в наши дни коментаторите допускат грешки по въпроса за безтегловността, като някои от тях заявяват, че тя се дължи на липсата на гравитация в космоса. Всъщност в космоса има гравитация колкото искате — във всеки случай тя е достатъчно силна, за да държи гигантска планета като Юпитер в орбита около Слънцето. Усещането за безтегловност се дължи на факта, че в дадена точка от пространството всички тела имат еднакво гравитационно ускорение. Например астронавтът в един космически кораб има същото гравитационно ускорение, каквото има и самият кораб, и у астронавта се създава илюзията, че гравитацията е спряла да действа.)

Новата космическа надпревара в наши дни се подклажда не с личното богатство на членовете на Балтиморския оръжеен клуб, а с чековите книжки на магнати като Джеф Бейзос. Вместо да чака НАСА да му разреши да строи ракети и ракетна площадка с пари на данъкоплатците, Бейзос основава фирмата „Блу Ориджин“ и така започва да си прави всичко сам, като плаща от джоба си.

Проектът вече е преминал етапа на планиране. Фирмата „Блу Ориджин“ е създала своя ракетна система — „Ню Шепард“ (на името на Алън Шепард, първия американец, извършил суборбитален космически полет). „Ню Шепард“ става първата суборбитална ракета в света, която успешно се връща на площадката, от която е излетяла, и в това отношение изпреварва ракетата „Фалкън“ на Илон Мъск (която пък е първата ракета за многократно използване, извела полезен товар в околоземна орбита).

Ракетата „Ню Шепард“ на Джеф Бейзос е суборбитална, което значи, че не може да достигне първа космическа скорост (28 500 км/ч) и да излезе в орбита около Земята. Тя няма да ни закара на Луната, но може да стане първата американска ракета, предлагаща рутинни космически полети за туристи. „Блу Ориджин“ започна да разпространява видеоклип с хипотетичен полет с ракетата „Ню Шепард“, при който всичко изглежда като пътуване в първа класа на луксозен кораб. При влизане в космическата капсула веднага прави впечатление колко е просторно вътре. За разлика от тесните кабини, които често виждаме в научнофантастичните филми, тук има достатъчно място за вас и още петима туристи да се излегнете в меки удобни кресла, в които тялото ви моментално потъва в черна кожа. Можете да гледате навън през огромни илюминатори с ширина 73 см и височина 107 см. „Всяко място е до прозорец, и то най-големия в космоса“, твърди Джеф Бейзос. Никога преди космическите полети не са протичали в такъв разкош.

Понеже ще навлезете в космическото пространство, трябва да вземете някои предпазни мерки. Два дни преди полета трябва да отидете във Ван Хорн, щата Тексас, където се намира ракетната база на „Блу Ориджин“. Там ще се запознаете с другите пасажери и ще получите кратък инструктаж от екипажа. Тъй като полетът е напълно автоматизиран, екипажът не лети заедно с туристите.

Инструкторът ще ви обясни, че цялото пътуване ще трае 11 минути, при което ще се издигнете право нагоре на височина 100 км и ще стигнете границата между атмосферата и космоса. Навън небето ще стане тъмнолилаво, а после мастиленочерно. При достигане на космическото пространство може да свалите предпазния си колан и в продължение на 4 минути да се порадвате на безтегловността. Ще можете да извършвате акробатични номера в свободното от земната гравитация пространство.

В състояние на безтегловност на някои хора им прилошава и може да повърнат, но според инструктора на „Блу Ориджин“ това няма да е проблем, защото полетът е кратък.

(При обучението на астронавти НАСА използва така наречената „комета за повръщане“ — това е самолет „КС-135“, с който може да се симулира безтегловност. Самолетът се издига стремително нагоре, после двигателите изведнъж се изключват за около 30 секунди и самолетът започва да пада. В този момент трениращият астронавт е като хвърлен във въздуха камък, тоест в състояние на свободно падане. Щом самолетните двигатели се включат отново, астронавтът пада на пода. Процедурата се повтаря в продължение на няколко часа.)

В края на полета с „Ню Шепард“ от капсулата се отварят парашути и тя каца меко на земята, като използва собствените си ракетни двигатели. Не се налага приводняване в океана. И за разлика от космическите совалки, „Ню Шепард“ е снабдена със система за безопасност, с която можете да катапултирате при евентуална засечка по време на излитането. (Липсата на система за катапултиране на совалката „Чалънджър“ коства живота на седем астронавти.)

От „Блу Ориджин“ още не са обявили цената на този вид суборбитални космически полети, но според някои анализатори тя може първоначално да е от порядъка на 200 000 долара на пасажер. Това всъщност е прогнозната цена на полет с друга суборбитална ракета, която в момента се разработва от Ричард Брансън — също милиардер, който е оставил следа в аналите на астронавтиката. Брансън е основател на „Върджин Атлантик Еъруейс“ и „Върджин Галактик“ и подкрепя усилията на авиокосмическия инженер Бърт Рутан. През 2004 г. конструираният от Рутан „Спейсшип 1“ става известен със спечелването на наградата „Ансари ЕКСПРАЙЗ“ на стойност 10 милиона долара. „Спейсшип 1“ може да достигне горната граница на атмосферата на височина 110 км над земната повърхност. Въпреки че през 2014 „Спейсшип 2“ претърпява фатален инцидент при прелитане над пустинята Мохаве, Ричард Брансън възнамерява да продължи изпитанията на ракетата и да превърне космическия туризъм в реалност. Времето ще покаже коя ракетна система ще постигне комерсиален успех. Но вече е ясно, че космическият туризъм има бъдеще.

В момента Джеф Бейзос прави още една ракета, която ще изведе хора в околоземна орбита и може да е по-полезна в практическо отношение. Това е ракетата „Ню Глен“, кръстена на името на астронавта Джон Глен, който е първият американец, летял в орбита около Земята. Тя ще има максимум три степени, ще бъде висока 95,4 м и ще има тяга 16 903 kN. Въпреки че „Ню Глен“ е още в процес на проектиране, Джеф Бейзос намеква, че има намерение да създаде и още по-модерна ракета на име „Ню Армстронг“, която вероятно няма да се ограничи с орбитален полет, а ще стигне чак до Луната.

В детските си години Бейзос мечтае да лети в космоса, по възможност с екипажа на „Ентърпрайз“ от сериала „Стар Трек“. Той играе в пиеси, създадени по сериала, като изпълнява ролите на Спок, капитан Кърк и дори компютъра. Към края на гимназиалното си обучение, вместо да фантазира като повечето тийнейджъри за първата си кола или за абитуриентския бал, той разработва стратегия за следващия век. По-късно споделя, че си е мислел как ще построи „космически хотели, увеселителни паркове, яхти и колонии за 2–3 милиона души в околоземна орбита“.

„Идеята е да спасим Земята…^[11] Целта [е] да има къде хората да се евакуират. Планетата ще стане парк“, пише Бейзос. Според стратегията му замърсяващите околната среда индустрии може един ден да бъдат изнесени в космоса.

За да осъществи идеите си, вече като възрастен, той създава фирмата „Блу Ориджин“ („Синьо начало“), с която иска да построи ракетите на бъдещето. Името на фирмата е свързано с факта, че погледната от космоса, Земята изглежда като синьо кълбо. Целта е „астронавтиката да стане достъпна за клиенти срещу заплащане. Визията, в името на която е създадена „Блу Ориджин“, е съвсем проста“, казва той. „Искаме един ден милиони хора да живеят и да работят в космоса. Няма да стане скоро, но мисля, че това е една достойна цел“.

През 2017 г. Джеф Бейзос обявява, че в краткосрочен план „Блу Ориджин“ ще създаде система за доставки до Луната. Това ще бъде огромна мрежа за снабдяване на Луната с техника, строителни материали, стоки и услуги, подобна на мрежата на „Амазон“, чрез която сега се извършват бързи доставки на цял спектър от продукти само с едно кликване на мишката. Някога Луната е била считана за самотен аванпост в космоса, но сега може да се превърне в оживено индустриално и търговско средище с постоянни бази и производства.

Подобни приказки за градове на Луната по принцип биха изглеждали като бълнуване на някой ексцентрик. Но когато идват от устата на един от най-богатите хора на планетата, в чието мнение се вслушват президентът на САЩ, Конгресът и редакцията на „Уошйнгтън Поуст“, няма как да не бъдат взети на сериозно.

ПОСТОЯННА БАЗА НА ЛУНАТА

С оглед покриване на разходите за тези амбициозни проекти астрономите проучват доколко е възможно от физична и икономическа гледна точка да бъдат оползотворени природните богатства на Луната — и отбелязват най-малко три вида потенциални ресурси, които си струва да бъдат експлоатирани.

През 90-те години на XX в. едно неочаквано откритие изненадва учените:^[12] става дума за наличието на големи количества лед в южното полукълбо на Луната. Това е област на вечен мрак и минусови температури в сянката на високи планини и кратери. Вероятно ледът се е появил вследствие на сблъсъци с комети през ранния период от съществуването на Слънчевата система. Кометите по принцип са съставени предимно от лед, прах и скални частици, така че след всеки такъв сблъсък в сенчестите части на Луната би могло да се образува находище на вода и лед. Водата може да се разложи на кислород и водород — основните съставки на ракетното гориво. Ето как Луната би се превърнала в космическа бензиностанция. Също така водата може да се пречисти и да стане годна за пиене, или да послужи за създаването на малки селскостопански ферми.

И наистина, една друга група предприемачи от Силициевата долина вече е основала фирмата „Муун Експрес“ („Лунен експрес“), за да положи началото на добиването на лед на Луната. Това е първата компания, получила разрешение от американското правителство за такова бизнес начинание. Но преди това от „Муун Експрес“ искат да свършат нещо по-скромно. Като начало фирмата ще изпрати луноход, който да направи систематично проучване за евентуални находища на лед на Луната. По частен път вече са събрани достатъчно средства, за да започне мисията. Щом финансирането е налице, всички системи ще сработят.

Въз основа на анализа на скалния материал, донесен от астронавтите на „Аполо“, учените предполагат, че е възможно на Луната да има и други суровини с икономическо приложение. Някои редки суровини на Земята са от първостепенно значение за електронната индустрия, но залежите им се намират предимно в Китай. (В малки количества те се срещат навсякъде, но Китай осигурява 97% от световните доставки. В тази страна се намират и близо 30% от световните запаси.) Преди няколко години едва не избухва световна търговска война, след като китайските доставчици вдигат рязко цените на тези важни суровини и светът изведнъж осъзнава, че Китай има почти пълен монопол в това отношение. Предполага се, че запасите ще започнат да се изчерпват през следващите десетилетия, и това налага спешни действия за намиране на алтернативни източници. Подобни редки вещества са открити в изследвания досега лунен скален материал, така че добиването им на Луната може един ден да стане рентабилно. Платината е един от тези важни за електронната индустрия материали, а на Луната е установено наличието на платиноподобни минерали, което вероятно се дължи на сблъсъци с астероиди в далечното минало.

Освен това има вероятност да бъде открит хелий-3, който е подходящ за термоядрен синтез. При термоядрен синтез на водород в резултат на изключително високата температура атомните ядра на водорода се сливат и се образува хелий, при което се отделят големи количества енергия и топлина. Тази енергия може да се използва за задвижване на машини. Но същевременно се отделят и много неутрони, които са опасни. Ако обаче се синтезира хелий-3, тогава вместо неутрони се отделят протони, които са по-лесни за овладяване и може да бъдат отклонени чрез електромагнитни полета. Създаването на термоядрени реактори все още е на експериментален етап и засега на Земята няма нито един такъв. Но ако усилията се увенчаят с успех, като гориво за бъдещите термоядрени реактори може да се използва добит от Луната хелий-3.

Възниква обаче един щекотлив въпрос: законно ли е да се добиват полезни изкопаеми на Луната? Или да се предявяват претенции спрямо нея?

През 1967 г. САЩ, Съветският съюз и много други държави подписват Договора за космоса, с който се забранява на страните да претендират за собственост върху небесни тела като Луната. Забранява се и изнасянето на ядрени оръжия в околоземна орбита, на Луната или в други части на космоса. Опитите с ядрени оръжия също не са разрешени. Договорът за космоса е първото и единствено споразумение от този род, което остава в сила и днес.

В него обаче не се казва нищо за частната поземлена собственост или за използването на Луната за търговска дейност, може би защото съставителите на договора не са предполагали, че може някога частни лица да стъпят на Луната. Тези въпроси трябва бързо да намерят своето решение, особено предвид факта, че цената на космическите полети пада и има милиардери, които искат да комерсиализират космоса.

Китай е обявил, че ще изпрати тайконавти на Луната до 2025 г.^[13] Ако китайците забият там знамето си, това ще е по-скоро символичен акт. Но какво ще стане, ако някой частен предприемач предяви претенции към Луната, след като е пристигнал с частния си космически кораб?

Когато се намери решение на тези технически и политически проблеми, следващият въпрос е как би изглеждал реално нашият живот на Луната.

ЖИВОТ НА ЛУНАТА

През миналия век американските астронавти, които летят до Луната, прекарват там кратко време, обикновено по няколко дни. За създаването на първите оперативни аванпостове бъдещите астронавти ще трябва да остават там по-дълго. Ще им се наложи да се приспособят към лунните условия, които, както можете да си представите, са много различни от земните.

Един от факторите, ограничаващи престоя на Луната^[14], е наличието на храна, вода и въздух, тъй като донесените при пристигането запаси биха се изчерпали за броени седмици. В началото всичко ще трябва да се доставя от Земята. Безпилотни лунни сонди може би ще летят веднъж на няколко седмици, за да се поддържат запасите. Тези доставки ще бъдат жизненоважни за астронавтите и всяка евентуална авария по пътя може да предизвика бедствено положение. След построяването на лунна база, дори тя да е временна, една от първите грижи на астронавтите вероятно ще бъде генерирането на кислород за дишане и за селскостопански нужди. Кислород може да се добие чрез различни химични реакции, а наличието на вода е един удобен източник за тази цел. Водата може да се използва също и за хидропонно отглеждане на селскостопански култури.

Хубавото е, че комуникациите със Земята няма да представляват особен проблем, защото радиосигналът от Луната до Земята пътува за малко повече от една секунда. С изключение на това леко забавяне астронавтите ще могат да ползват клетъчните си телефони и интернет също както на Земята и така ще поддържат постоянна връзка с близките си и ще могат да следят новините.

Отначало астронавтите ще трябва да живеят в космическата капсула. По време на излизанията им първата им задача ще бъде да разположат големи соларни панели, за да си произвеждат енергия. Понеже лунното денонощие се равнява на един земен месец, на Луната се редуват две седмици светлина и две седмици мрак. Ето защо на астронавтите ще им трябват големи акумулаторни системи за складиране на електрическата енергия, генерирана през двуседмичния „ден“, така че да им стигне после и през дългата „нощ“.

След пристигането си на Луната астронавтите може би ще решат да посетят двата полюса по няколко причини. В полярните райони има планински върхове, където слънцето не залязва, и ако там се изградят соларни ферми с хиляди слънчеви панели, ще се осигури непрекъснато захранване с енергия. Освен това астронавтите биха се възползвали и от ледниковите находища в сянката на полярните планински масиви и кратери. Предполага се, че около северния полюс има близо 600 милиона тона лед с дебелина няколко метра. Когато започне усвояването на природните залежи, голяма част от този лед може да бъде добита и пречистена за питейни нужди, както и за производство на кислород. От лунната почва също може да се извлича кислород, който се съдържа там в изненадващо големи количества. Във всеки тон почва има около 100 килограма кислород.

Астронавтите ще трябва да се приспособят към по-ниската гравитация на Луната. Според Нютоновата теория гравитацията на дадена планета зависи от масата й, поради което лунната гравитация е шест пъти по-слаба от земната.

Това значи, че на Луната ще е много по-лесно транспортирането на тежки машини. А и втора космическа скорост е много по-ниска на Луната, отколкото на Земята, затова ракетите доста лесно ще кацат и ще излитат. В бъдеще е напълно възможно на Луната да се изгради голям космодрум.

Ще се наложи обаче астронавтите отново да се учат на прости движения, например ходене. Навремето екипажът на „Аполо“ открива, че е доста трудно да се ходи по лунната повърхност. Членовете му установяват, че най-бързият начин на придвижване е на подскоци. Поради по-ниската гравитация на Луната един подскок може да те отведе много по-надалеч от една крачка, а и така е по-лесно да координираш движенията си.

Друг проблем е радиацията. Ако мисията трае няколко дни, рискът не е голям. Но ако астронавтите стоят на Луната с месеци, облъчването им може значително да увеличи риска от раково заболяване. (Дребните здравословни проблеми бързо биха прераснали в животозастрашаващи състояния. Всички астронавти ще трябва да са преминали обучение по първа помощ, а някои от тях вероятно ще са лекари. Ако даден астронавт получи например сърдечен удар или му се спука апендиксът, докато е на Луната, лекарят най-вероятно ще осъществи телеконферентна връзка със специалисти на Земята, които може би ще извършат хирургическа операция дистанционно. За различни микрооперации е възможно да се използват роботи на място, които да действат под управлението на опитни наземни специалисти.) Астронавтите ще имат нужда от ежедневна „прогноза за времето“, изготвена от наблюдаващи слънчевата активност астрономи. Вместо да предоставят сведения за предстоящи гръмотевични бури, прогнозите ще предупреждават за особено мощни слънчеви изригвания, съпроводени с изхвърлянето на нажежени струи радиация в космоса. В случай на гигантско слънчево изригване астронавтите ще бъдат предупредени, че трябва да се укрият. Така те ще имат няколко часа преди базата им да бъде връхлетяна от смъртоносен дъжд от заредени субатомни частици.

Противорадиационното укритие би могло да се изгради в лавов тунел под Лунната повърхност. Лавовите тунели са останки от древни вулкани, понякога с огромни размери (до 300 м в диаметър), и могат да осигурят добра защита от слънчевата и космическата радиация.

След изграждането на временното укритие от Земята ще трябва да се изпратят много материали и техника, за да започне строежът на постоянната лунна база. Процесът може да се ускори, ако се доставят полуготови и надуваеми изделия. (Във филма „2001: Космическа одисея“ астронавтите живеят в огромни модерни бази под лунната повърхност, в които има ракетни площадки и координационни центрове за добив на полезни изкопаеми. Първата реална постоянна база на Луната може би няма да е чак толкова сложно устроена, но представената във филма визия би могла да се осъществи в не много далечното бъдеще.)

По време на строежа на базите ще е необходимо, разбира се, да се произвеждат и ремонтират машинни части. Въпреки че големите машини от рода на булдозери и кранове ще се доставят от Земята, на място може да се изработват малки пластмасови части с помощта на триизмерни принтери.

В най-добрия случай ще бъдат построени и металообработващи цехове. Но изграждането на доменни пещи е невъзможно, защото на Луната няма въздух, а той е необходим за работата на такива пещи. Някои експерименти обаче показват, че ако лунната почва се нагрее с микровълни, може да се разтопи и спои до получаване на изключително твърди керамични тухли, които биха послужили като основен елемент за построяването на цялата лунна база. По принцип с този материал, добиван директно от почвата, може да се изгради цялата инфраструктура.

ЛУНЕН ОТДИХ И РАЗВЛЕЧЕНИЯ

Освен всичко друго, за астронавтите трябва да се предвидят и развлечения, някакви начини за освобождаване от напрежението. Когато „Аполо 14“ каца на Луната през 1971 г., експертите от НАСА не предполагат, че командирът на екипажа Алън Шепард тайно е взел със себе си стик за голф, и с изненада виждат как той изважда стика и удря топка, която изминава 200 м по лунната повърхност. Това е първият и единствен случай на спортно занимание, проведено на повърхността на друго небесно тяло. (Копие на стика е изложено днес в Националния музей за въздухоплаване и астронавтика във Вашингтон.) Да се спортува на Луната би било особено голямо предизвикателство поради липсата на въздух и слабата гравитация. Затова пък можем да очакваме изключителни постижения.

По време на мисиите „Аполо“ 15, 16 и 17 нашите астронавти карат луноходи по прашната повърхност, като във всеки един от случаите изминават между 27 и 35 км. Това представлява не само ценна научна дейност, но и вълнуваща експедиция, по време на която те се любуват на величествените кратери и планини със съзнанието, че са първите хора, които виждат тези зашеметяващи гледки. В бъдеще карането на плажни бъгита не само ще ускори изследването на лунната повърхност, инсталирането на соларни панели и строежа на първата лунна станция, но ще бъде и форма на отдих. Може би така ще се стигне и до първите състезания на Луната.

Лунният туризъм и пътешествия може би ще станат популярни форми на отдих, които ще позволяват на хората да открият природните чудеса на един нов свят. Благодарение на слабата гравитация туристите ще могат да изминават дълги разстояния пеша, без да се изморяват. Катеренето по стръмните планински склонове няма да коства много усилия на алпинистите. От върха на кратерите и планините пред тях ще се открива уникална панорама — девствен пейзаж, недокоснат милиарди години. Пещерняците с удоволствие ще изследват мрежата от гигантски лавови тунели, прорязващи Луната. Пещерите на Земята са се образували от подземни реки, които са оставили следи във вид на сталактити и сталагмити. На Луната обаче няма много течна вода. Лунните пещери са били издълбани в скалите от потоци разтопена лава. Вероятно изглеждат коренно различно от земните.

КАК СЕ Е ОБРАЗУВАЛА ЛУНАТА

След като започне успешната експлоатация на ресурсите от повърхностния слой на Луната, хората със сигурност ще насочат вниманието си към природните богатства, които може би се крият дълбоко в недрата й. Откриването на подобни залежи би променило икономическия пейзаж, както става например след случайното и изненадващо откриване на нефт на Земята. Но какво представлява вътрешността на Луната? За да си отговорим на този въпрос, първо трябва да се запитаме как се е образувала тя.

Произходът на Луната вълнува човечеството от хилядолетия. Тъй като тя е царицата на нощта, често се асоциира с мрака или лудостта. Английската дума lunatic^[15] произлиза от латинската luna — „луна“.

Древните мореплаватели с интерес разбират, че съществува зависимост между Луната, морските приливи и Слънцето, и правилно заключават, че между тях има тясна връзка.

В древността е установен и още един любопитен факт: от Земята се вижда само едната страна на Луната. Всеки път, когато я погледнем, виждаме едно и също лице.

Исак Нютон е човекът, който сглобява целия този пъзел. Изчисленията му показват, че морските приливи и отливи се дължат на гравитационната сила, с която Луната и Слънцето притеглят земните океани. Според неговата теория Земята също оказва някакъв вид приливно влияние върху Луната. Понеже Луната е изградена от скали и на повърхността й няма океани, ефектът на Земята върху нея се изразява в известно приплескване, което леко я деформира. Някога Луната е извършвала сложно въртеливо движение („премятане“) по време на орбиталните си обиколки около Земята. Това движение постепенно е отслабнало, докато в един момент Луната се е синхронизирала със Земята и е останала завинаги обърната с едната си страна към нея. Това се нарича синхронно въртене и се среща из цялата Слънчева система, включително при някои от спътниците на Юпитер и Сатурн.

Чрез законите на Нютон се стига и до извода, че приливните сили карат Луната бавно да се отдалечава от Земята. Орбиталният радиус на Луната се увеличава с близо 4 см на година. Тази малка промяна може да се измери с помощта на лазерни лъчи, насочени към Луната, като се види след колко време отразените лъчи се връщат на Земята (нашите астронавти са оставили на Луната огледало, което помага при този експеримент). Лъчите отиват и се връщат само за около 2 секунди, но тази стойност постепенно нараства. Щом като Луната се отдалечава от нас, можем да превъртим лентата назад и да разберем каква е била орбитата й преди.

Едно просто изчисление показва, че Луната се е откъснала от Земята преди милиарди години. Новите данни сочат, че преди 4,5 милиарда години, скоро след образуването на Земята, се случва космически сблъсък между Земята и някакъв голям астероид. Астероидът, наречен Тея, е бил приблизително с размерите на Марс. С помощта на компютърни симулации са установени впечатляващи факти относно този сблъсък, при който от Земята се откъсва огромно парче и полита в космоса. Но понеже е по-скоро периферен, отколкото директен, ударът не нарушава особено желязното ядро на Земята. Ето защо Луната, макар да съдържа известно количество желязо, няма кой знае какво магнитно поле, тъй като при нея липсва сърцевина от разтопено желязо.

След сблъсъка Земята заприличва на Пакман, с липсващо огромно парче като частично нарязана торта. Но благодарение на силата на гравитацията както Земята, така и Луната, с времето се вплътняват и се превръщат в сфери.

Теорията за сблъсъка се потвърждава от донесените 3 82 кг скален материал при завръщането на астронавтите от историческите им полети до Луната. Астрономите са установили, че Луната и Земята са съставени от почти едни и същи химически вещества, включително силиций, кислород и желязо. От друга страна, анализът на случайно избрани скални късове от астероидния пояс показва, че съставът им е доста различен от земния.

Аз имах случай лично да докосна камък от Луната по време на следдипломното си обучение по теоретична физика в Лабораторията за изследване на радиацията в Бъркли. Удаде ми се възможност да изследвам камъка с мощен микроскоп. Бях изненадан от това, което видях. Имаше миниатюрни кратерчета, които бяха образувани от микрометеори, паднали на Луната преди милиарди години. Когато се вгледах с по-голямо увеличение, видях, че вътре в кратерчетата има други кратерчета. А те на свой ред бяха надупчени от още такива. Подобен строеж „кратер в кратер“ не се среща при земните скали, защото микрометеорите биха се изпарили при преминаването си през атмосферата. Но на Луната няма атмосфера и затова микрометеорите достигат лунната повърхност. (Това ще рече, че те може да създадат проблеми за астронавтите на Луната.)

При положение че химичният състав на Луната е толкова сходен с този на Земята, добивът на лунни природни ресурси може би ще върши работа само при строителството на градове на Луната. Би било твърде скъпо да се транспортират лунни минерали до Земята, щом не съдържат нищо различно. Но за строежа на местна инфраструктура от сгради, пътища и магистрали те сигурно ще са безкрайно полезни.

ЛУННИ РАЗХОДКИ

Какво би станало, ако съблечем скафандъра си, докато сме на Луната? Без въздух бихме се задушили, но по-лошото е друго: кръвта ни ще кипне.

На морското равнище температурата на кипене на водата е 100 °C или 212 °F. С намаляването на атмосферното налягане намалява и температурата на кипене на водата. Веднъж, като малък, лично се убедих във верността на този принцип по време на един лагер в планината. Пържехме яйца в тиган върху накладен огън. Яйцата си цвърчаха и изглеждаха много апетитно. Но когато ги опитах, едва не повърнах. Бяха ужасно гадни на вкус.

Тогава ми обясниха, че когато човек се изкачва в планината, атмосферното налягане намалява и точката на кипене на водата също пада. Въпреки че яйцата цвърчаха и изглеждаха добре изпържени, всъщност не се бяха сготвили достатъчно. И изобщо не бяха горещи.

Друг подобен случай от детството ми беше по време на една Коледа. У дома имахме старомодно коледно осветление, което се състоеше от тънки тръбички с вода, поставени вертикално върху електрически нагреватели. Когато включихме тока, се получи нещо страхотно. Ярко оцветената вода в тръбичките започна да ври в различни нюанси. Тогава направих една глупост. Хванах тръбичките с врящата вода с голи ръце. Мислех, че ще се опаря жестоко, но не почувствах почти нищо. Години по-късно разбрах какво се бе случило. В тръбичките имаше частичен вакуум. Вследствие на това температурата на кипене на водата беше по-ниска от обикновено, така че дори един слаб електрически нагревател можеше да я накара да заври — но макар и вряща, водата изобщо не беше гореща.

Със същото физично явление ще се сблъскат и нашите астронавти, ако случайно скафандърът на някого от тях се разхерметизира по време на престой в космоса, включително на Луната. Въздухът от скафандъра ще започне да изтича, вътре налягането ще падне и тогава температурата на кипене на водата също ще падне. В един момент кръвта във вените на астронавта ще заври.

Както си седим във фотьойла тук на Земята, изобщо не се сещаме, че всеки квадратен сантиметър от кожата ни е изложен на почти 1 кг атмосферно налягане, защото точно над нас има огромен въздушен стълб. Защо това налягане не ни смазва? Защото вътре в тялото ни има също толкова голямо налягане, но насочено навън. Едното уравновесява другото. Но ако сме на Луната, този един килограм на квадратен сантиметър, който тежи сега върху нас, ще изчезне. Ще ни остане само другият килограм, който напира от вътрешността на тялото ни навън.

Иначе казано, събличането на скафандъра може да се окаже много неприятно изживяване, ако сме на Луната. Най-добре е да си седим с него през цялото време.

Как би изглеждала една постоянна база на Луната? За съжаление НАСА не е огласила официално никакви технически параметри, така че можем да разчитаме само на въображението на писателите фантасти и холивудските сценаристи, които могат да ни дадат бегла представа. Можем да предположим, че след построяването на лунната база ще бъдат положени усилия тя да заработи на принципа на пълното самозадоволяване. По този начин ще се спестят много разходи. Но за целта е необходима развита инфраструктура: предприятия за сградно строителство, големи оранжерии за осигуряване на прехраната, химически заводи за производство на кислород, както и огромни соларни системи за енергия. Всичко това ще струва пари, тоест необходим е източник на финансиране. При положение че Луната има горе-долу същия минерален състав като Земята, източникът на финансови постъпления вероятно ще трябва да се търси по-надалеч в космоса. Ето защо предприемачите от Силициевата долина вече са насочили погледа си към астероидите. В космоса има милиони астероиди, които може би крият в себе си несметни богатства.

Обработка: shadow, 2019

Томас Джеферсън е сериозно обезпокоен.

Току-що е наредил плащане от над 15 милиона долара за Наполеон, което през 1803 г. си е доста щедра сума и е най-скандалното и скъпоструващо решение на Джеферсън като президент. Благодарение на него територията на Съединените щати се е удвоила. Сега страната се простира чак до Скалистите планини. Покупката на Луизиана ще бъде запомнена като един от най-големите успехи — или неуспехи — на президентството му.

Загледан в географската карта и нейните огромни бели петна, Джеферсън се пита дали няма да съжалява за решението си.

По-късно изпраща Мериуедър Луис и Уилям Кларк на експедиция с цел да проучат закупените от него земи. Дали това е див рай, който само чака да бъде колонизиран, или е просто гола пустош?

В частен разговор Джеферсън споделя, че сигурно ще минат хиляда години, докато цялата тази огромна територия бъде заселена.

Няколко десетилетия по-късно се случва нещо, което променя всичко. През 1848 г. в Сътърс Мил, Калифорния, е открито злато. Новината предизвиква сензация. Над 300 000 души се отправят към този див район с надеждата да забогатеят. Кораби от близо и далеч задръстват пристанището на Сан Франциско. Местната икономика се разраства мълниеносно. През следващата година Калифорния подава молба да бъде призната за щат.

По стъпките на златотърсачите започват да пристигат и фермери, каубои и бизнесмени, което създава условия за възникването на някои от първите големи градове на запад. През 1869 г. до Калифорния достига първата железница, която я свързва с останала част на САЩ, и на тази основа се изгражда транспортна и търговска инфраструктура, способстваща за бързия прираст на населението в региона. Призивът „Млади момко, Западът те зове!“ става най-популярният израз на XIX в. Въпреки някои крайни явления златната треска стимулира заселването и развитието на американския Запад.

Днес анализаторите допускат, че минералните богатства в астероидния пояс може да предизвикат нова „златна треска“, но този път в космоса. Частни предприемачи вече проявяват интерес към проучването на района и несметните му богатства, а НАСА е финансирала няколко мисии за докарване на астероид до Земята.

Възможно ли е следващата велика експанзия да бъде в посока към астероидния пояс? И ако това се случи, как може тази нова космическа икономика да бъде интегрирана и развивана? Можем да направим паралел между продоволствената верига, която е тръгвала от Дивия запад през XIX в., и една бъдеща верига за доставки, включваща астероидите. В онези времена групи каубои от Югозапада са карали добитъка си на дълги разстояния от порядъка на 1500 километра, чак до градове като Чикаго. Там добитъкът се е превръщал в говеждо, което се транспортирало с влакове още по на изток, за да се задоволи търсенето в градовете. Също както каубоите са свързвали Югозапада със Североизтока, така би могло в бъдеще да се организират икономически дейности, които да свържат астероидния пояс с Луната и Земята. Луната може да играе ролята на Чикаго, като осигурява преработката на ценни минерали от астероидния пояс, след което получените продукти ще се транспортират до Земята.

Преди да разгледаме по-подробно бъдещия добив на природни ресурси от астероидите, би било добре да изясним няколко понятия, чието значение често се бърка: „метеор“, „метеорит“, „астероид“ и „комета“. Метеорът е скално тяло, което изгаря при преминаването си през земната атмосфера. Опашката на метеора сочи обратно на посоката на движението му и се дължи на съпротивлението на въздуха. При ясно време нощем, ако просто погледнем към небето, можем да видим метеори през интервал от няколко минути.

Когато метеорът падне на земята, това вече е метеорит.

Астероидите са скални отломки в Слънчевата система. Повечето от тях се намират в астероидния пояс и представляват останки от бивша планета между Марс и Юпитер. Общата маса на всички известни астероиди е едва 4% от масата на Луната. Но повечето такива обекти все още не са открити от човека, а те може би са милиарди. Обикновено астероидите имат постоянна орбита в астероидния пояс, но понякога се случва някой от тях да се отклони и да попадне в атмосферата на Земята, при което изгаря като метеор.

Кометата е образувание от лед и скални частици, което е възникнало много далеч от орбитата на Земята. Докато астероидите се намират във вътрешността на Слънчевата система, много от кометите обикалят в нейната периферия (в пояса на Кайпер) или дори извън самата Слънчева система (в облака на Оорт). Ако видим комета в нощното небе, значи нейната орбита или траектория я е довела близо до Слънцето. При приближаването на кометата към Слънцето слънчевият вятър отвява от нея ледени частици и прах и така се образува опашка, която сочи не обратно на посоката на движение, а в посока на отдалечаване от Слънцето.

С годините учените са си изградили представа как се е образувала Слънчевата система. Преди около 5 милиарда години Слънцето било бавно въртящ се гигантски облак, съставен главно от газообразен водород и хелий, както и прах. Този облак бил с диаметър няколко светлинни години („светлинна година“ е разстоянието, което светлината изминава за една година — около 9,5 трилиона километра). Поради голямата си маса облакът постепенно се сгъстявал под въздействието на гравитацията. Успоредно с намаляването на размерите се увеличавала скоростта му на въртене, също както състезателите по фигурно пързаляне се въртят по-бързо с прибрани към тялото ръце. С течение на времето сгъстяващият се облак се превръща в бързо въртящ се диск, в центъра на който се намира Слънцето. В този диск от газове и прах започват да се образуват протопланети, които постепенно абсорбират повече материя и стават все по-големи. Този процес обяснява защо всички планети се въртят около Слънцето в една и съща посока и в една и съща равнина.

Предполага се, че една от протопланетите се е приближила твърде много до най-голямата планета Юпитер и е била разрушена от огромната й гравитация, в резултат на което се е образувал астероидният пояс. Според друга теория астероидният пояс е възникнал от сблъсъка на две протопланети.

Слънчевата система може да се опише като система от четири орбитални пояса около Слънцето: най-вътрешният пояс се състои от скалистите планети Меркурий, Венера, Земя и Марс, после следва астероидният пояс, след него е поясът на газовите гиганти, съставен от Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун, и накрая — поясът на кометите, известен още като пояса на Кайпер. Извън тези четири пояса има и един сферичен облак от комети, обгръщащ Слънчевата система — това е облакът на Оорт.

Водата — вещество с проста молекула — е била широко разпространена през ранния етап от съществуването на Слънчевата система, но се е намирала в различни агрегатни състояния в зависимост от отдалечеността си от Слънцето. Близо до Слънцето, където водата би завряла и би се превърнала в пара, се намират планетите Меркурий и Венера. Земята е по-отдалечена и на нея водата може да съществува в течно състояние. (Това се нарича „зоната на Златокоска“^[16] — зоната, в която температурите са подходящи за съществуването на течна вода.) По-нататък вече водата се превръща в лед. Затова на Марс и на по-външните планети и комети има предимно замръзнала вода.

Познаването на произхода и строежа на астероидите е от решаващо значение за бъдещия добив на природни ресурси от тях.

Извличането на природни ресурси от астероидите не е толкова абсурдно, колкото може би изглежда. Вече знаем доста за строежа им, защото някои от тях се сблъскват със Земята. Астероидите са съставени предимно от желязо, никел, въглерод и кобалт, а освен това съдържат значителни количества редки за Земята суровини и ценни метали като платина, паладий, родий, рутений, иридий и осмий. На Земята тези вещества се срещат в природата, но са редки и много скъпи. Когато земните запаси от такива суровини се изчерпят през следващите десетилетия, ще стане икономически необходимо да бъдат добивани от астероидния пояс. А ако специалистите успеят да докарат астероид в орбита около Луната, богатствата му лесно ще могат да се експлоатират.

През 2012 г. група предприемачи основават фирмата „Планетъри Рисорсис“ с цел добиване на ценни минерали от астероиди и последващо транспортиране до Земята. Това амбициозно — а може би и високодоходоносно — начинание е подкрепено от някои от най-големите играчи от Силициевата долина, включително Лари Пейдж, главен изпълнителен директор на фирмата майка на „Гугъл“ — „Алфабет“, Ерик Шмид, изпълнителен председател на Борда на директорите на „Алфабет“, както и отличения с „Оскар“ режисьор Джеймс Камерън.

В известен смисъл астероидите са летящи златни мини в космическото пространство. През юли 2015 г. един от тях минава на около 1,6 милиона км от Земята, което е близо четири пъти разстоянието от Земята до Луната. Този астероид е бил с диаметър около 900 м, а в сърцевината му по всяка вероятност е имало към 90 милиона тона платина, чиято стойност се изчислява на 5,4 трилиона долара. Според данни на „Планетъри Рисорсис“ астероид с диаметър^[17] едва 30 м би могъл да съдържа платина на стойност между 25 и 50 милиарда долара. Фирмата дори е съставила списък на малки близки астероиди, които само чакат да бъдат експлоатирани. Ако който и да е от тях бъде докаран успешно до Земята, сигурно ще съдържа огромни количества минерали и вложените инвестиции ще се възвърнат многократно.

От всичките близо 16 000 астероида, смятани за близки до Земята обекти (такива, чиито орбити пресичат земната), астрономите са набелязали 12, които според тях са идеални за прихващане. Изчисленията показват, че тези 12 астероида с диаметър между 3 и 20 м може да бъдат вкарани в орбита около Луната или около Земята само с леко изменение на траекторията.

Но освен тях има и много други. През януари 2017 г. астрономите неочаквано засичат нов астероид броени часове преди да прелети покрай Земята. Той минава само на 51 000 км от нашата планета (което се равнява на 13% от разстоянието от нас до Луната). За щастие диаметърът му е само 6 м и при сблъсък не би могъл да нанесе сериозни поражения. Това обаче е още едно потвърждение, че покрай Земята се носят множество астероиди, но повечето остават незабелязани.

Астероидите са толкова важни, че НАСА е набелязала изследването им като първа стъпка от мисията до Марс. През 2012 г., няколко месеца след като фирмата „Планетъри Рисорсис“ обявява намеренията си на пресконференция, НАСА оповестява проекта „Роботизирано проучване на астероиди“ (Robotic Asteroid Prospector), чрез който ще се анализира доколко е осъществим добивът на природни ресурси от такива небесни тела. А през есента на 2016 г. агенцията изстрелва струващата милиард долара сонда „Озирис-Рекс“ към астероида Бену, който е с диаметър 500 м и ще премине покрай Земята през 2135 г. До 2018 г. сондата ще обиколи Бену, ще кацне на него и после ще донесе на Земята между 60 грама и 2 килограма скален материал за анализ. Този план крие рискове — от НАСА се притесняват, че дори лека промяна в орбитата на Бену може да доведе до сблъсък със Земята при очакваното му приближаване към нас. (Ако това се случи, ударът ще бъде 1000 пъти по-мощен от атомната бомба над Хирошима.) Но мисията може да ни даде безценен опит относно прихващането и анализирането на космически обекти.

Освен това НАСА подготвя мисията „Астероид Ридайрект“ (Asteroid Redirect Mission), която има за цел добиването на камъни от астероиди в космоса. Финансирането й не е гарантирано, но надеждите са, че мисията ще осигури нов източник на приходи за космическата програма. „Астероид Ридайрект“ включва два етапа. Първо в открития космос ще бъде изпратена автоматична сонда, за да прихване астероид, който преди това е бил внимателно проучен с наземни телескопи. След обстойно изследване на повърхността на астероида сондата ще кацне на него и с помощта на щипци ще вземе голям камък. После ще излети към Луната, теглейки камъка.

Тогава от Земята ще бъде изпратена пилотирана мисия с ракета СЛС в съчетание с модул „Орион“. Когато влезе в орбита около Луната, модулът ще се скачи със завърналата се от астероида автоматична сонда. Част от астронавтите от „Орион“ ще се прехвърлят на сондата и ще вземат проби от астероидния камък за анализ. Накрая „Орион“ ще се отдели от сондата и ще се върне на Земята, където ще се приводни в океана.

Едно от нещата, които могат да предизвикат усложнения при тази мисия, е, че все още не познаваме добре физичния строеж на астероидите. Възможно е да са плътни твърди тела, но може и всеки от тях да представлява сбор от отделни по-малки камъни, скупчени заедно под въздействието на гравитацията — и тогава, ако космически апарат кацне на даден астероид, астероидът сигурно ще се разпадне. Ето защо са нужни още проучвания, преди тази мисия да стартира.

Съществена физична особеност на астероидите е тяхната много неправилна форма. Често приличат на безформени картофи и по принцип колкото са по-малки, толкова са по-безформени.

Това повдига един въпрос, който децата често задават: защо звездите, слънцето и всички планети са кръгли? Не може ли да бъдат с формата на куб или пирамида? Малките астероиди имат малка маса и слаба гравитационна сила, която не може да промени формата им, но големите обекти, като планетите и звездите, притежават много мощно гравитационно поле. Гравитацията действа равномерно и притегателно, поради което обектът се вплътнява и придобива кълбовидна форма. Преди милиарди години планетите може да не са били кръгли, но с течение на времето притегателната сила на гравитацията ги е вплътнила и им е придала кълбовидна форма.

Друг често задаван от децата въпрос е защо космическите сонди не се разрушават при преминаването си през астероидния пояс. Във филма „Междузвездни войни“ героите като по чудо остават невредими сред прехвърчащите наоколо огромни камъни. Тази холивудска трактовка е вълнуваща, но за щастие не показва реалната плътност на астероидния пояс, който всъщност представлява предимно вакуум с прелитащи само от време на време скални тела. Ловците на минерали и космическите заселници, които в бъдеще ще дръзнат да се отправят към нови светове, няма да срещат особени трудности по пътя си през астероидния пояс.

Ако описаните дотук етапи в изследването на астероидите преминат както е планирано, крайната цел ще бъде създаването на постоянна станция, която да поддържа, снабдява и подпомага бъдещи мисии. Церера — най-големият обект в астероидния пояс — би била идеална оперативна база. (Тя носи името на римската богиня на земеделието, откъдето произлиза и английската дума „cereal“ — „зърнен“, „зърно“.) Отскоро Церера е прекатегоризирана като планета джудже (каквато е и Плутон) и за нея се смята, че не е успяла да натрупа достатъчно маса, за да може да съперничи на съседните планети. Тя е малка за мащабите на небесните тела — около четири пъти по-малка от Луната, няма атмосфера и гравитацията й е слаба. Но за астероид е огромна; диаметърът й е близо 930 км, горе-долу колкото е широк щатът Тексас, а масата й е една трета от общата маса на целия астероиден пояс. Слабата гравитация на Церера би била идеална за космическа станция, защото ракетите лесно ще кацат и ще излитат, а това е важно за построяването на космодрум.

Данните от космическия апарат „Доун“ („Зора“) на НАСА, изстрелян през 2007 г. и кръжащ в орбита около Церера от 2015 г., показват, че Церера е кълбовидно тяло, осеяно с кратери и изградено предимно от лед и скална маса. Предполага се, че подобно на Церера, много астероиди съдържат лед, който би могъл да се обработи до получаването на водород и кислород за гориво. С помощта на инфрачервения телескоп IRTF на НАСА учените наскоро установяват, че астероидът (24) Темида е покрит изцяло с лед, а на повърхността му има следи от органични вещества. Тези данни подкрепят хипотезата, че част от първоначалните количества вода и аминокиселини на Земята може би са донесени от астероиди и комети преди милиарди години.

Поради малките размери на астероидите в сравнение с планетите и спътниците бъдещите колонизатори вероятно няма да изградят на тях постоянни селища. Би било трудно в астероидния пояс да се създаде стабилна колониална общност. С изключение на най-големите астероиди, на останалите няма въздух за дишане и вода за пиене, няма използваеми енергийни ресурси и подходяща за култивиране почва, а гравитацията е пренебрежимо слаба. Затова е по-вероятно астероидите да послужат като временен терен за минералодобив и роботизирани дейности.

Нищо чудно обаче те да се превърнат и в много важен сборен пункт за главната мисия: пилотиран полет до Марс.

Във филма „Марсианецът“ от 2015 г. героят на Мат Деймън, който е астронавт, се изправя пред изключително сложно предизвикателство: да оцелее сам на пуста, скована от мраз и лишена от нормален въздух планета. След като колегите му от екипажа са го изоставили по случайност, той има ресурси само за няколко дни. Трябва да събере цялата си смелост и да използва максимално познанията си, за да издържи до пристигането на спасителна група.

Филмът е доста реалистичен и дава представа на широката публика какви трудности биха срещнали колонизаторите на Марс. Една от тях е свързана със свирепите прашни бури, които обгръщат планетата с фин червеникав прах, подобен на талк, а във филма едва не прекатурват космическия кораб. Марсианската атмосфера се състои почти изцяло от въглероден двуокис, а атмосферното налягане е едва 1% от земното, така че ако даден астронавт остане незащитен сред разредения марсиански въздух, ще се задуши за броени минути, а кръвта му ще кипне.

За да има достатъчно кислород за дишане, Мат Деймън предизвиква химична реакция в космическата си станция, където налягането е високо.

Понеже хранителните му запаси бързо намаляват, той започва да отглежда растения в изкуствена градина. За тор използва собствените си екскременти.

Лека-полека и с големи усилия астронавтът от филма създава на Марс екосистема, благодарение на която може да живее. „Марсианецът“ привлича вниманието на новото поколение. Но особеният интерес към тази планета всъщност датира още от XIX в.

През 1877 г. италианският астроном Джовани Скиапарели забелязва на повърхността на Марс странни бразди, които, изглежда, са се образували по естествен път. Той ги нарича „canali“ (англ.: channels — канали). Но при превода от италиански на английски буквата, i“ е изпусната и така се получава понятието „canals“, което на английски има съвсем друго значение: означава изкуствени канали, а не естествени. Тази неточност в превода поражда лавина от догадки и фантастични предположения и така се ражда митът за „човека от Марс“. Заможният ексцентричен астроном Пърсивал Лоуел създава теорията, че Марс е умираща планета и марсианците са изкопали въпросните канали в отчаян опит да докарат вода от полярните ледени шапки, за да напояват с нея сухите си ниви. До края на живота си Лоуел полага усилия да докаже хипотезата си, като използва значителното си състояние, за да финансира построяването на модерна обсерватория във Флагстаф, в пустинята на Аризона. (Той така и не успява да докаже съществуването на каналите, а години по-късно данните от космическите сонди показват, че става въпрос за оптическа измама. Но обсерваторията „Лоуел“ постига успехи в други направления, като допринася за откриването на Плутон и предоставя първите сведения за разширяването на вселената.)

През 1897 г. излиза романът „Война на световете“ от Хърбърт Уелс. В него марсианците се канят да унищожат човечеството и да „благоустроят“ Земята така, че климатът да стане същият като на Марс. Тази книга налага нова тема в литературата — темата за марсианското нашествие, а неангажиращите езотерични разсъждения на професионалните астрономи изведнъж прерастват във всеобща тревога за оцеляването на човешката раса.

През 1938 г., в деня преди Хелоуин, актьорът Орсън Уелс представя поредица от кратки, драматични и достоверно звучащи съобщения по радиото въз основа на фрагменти от романа на Хърбърт Уелс. Предаването е поднесено така, сякаш Земята наистина е нападната от враждебно настроени марсианци. Някои хора изпадат в паника, след като чуват „последните новини“ за „нашествието“ — как американската армия не успяла да се противопостави на смъртоносните лъчи на марсианците и как нападателите се насочили към Ню Йорк, придвижвайки се с огромни триподи. Слуховете, разпространени от ужасените слушатели, плъзват из цялата страна. След този хаос големите медии се ангажират никога повече да не представят въображаеми заплахи като истински. Забраната остава в сила и днес.

Много хора се поддават на марсианската истерия. Младият Карл Сейгън е запленен от романите за Марс, например поредицата за Джон Картър. Известният с романите си за Тарзан писател Едгар Бъроуз решава да се пробва в научната фантастика и през 1912 г. публикува историята на американски войник от Гражданската война, който се пренася на Марс. Бъроуз решава, че героят му Джон Картър ще стане свръхчовек заради слабата гравитация на Марс в сравнение с тази на Земята. Той е в състояние да прави огромни скокове, успява да надделее над расата на таркийците и спасява красавицата Дея Торис. Културолозите смятат, че това обяснение за свръхчовешките възможности на Джон Картър лежи в основата на образа на Супермен. При първата публикация за Супермен в списанието „Екшън Комикс“ през 1938 г. необикновените му способности са обяснени с това, че гравитацията на Земята е слаба в сравнение с тази на неговата планета Криптон.

Въпреки че в научната фантастика животът на Марс изглежда като вълнуващо приключение, действителността е доста отблъскваща. Една от възможните стратегии за пребиваване на тази планета е хората да се възползват от наличните ресурси, например леда. Марс е скован от мраз, така че е достатъчно да се изкопае няколко педи под повърхността, за да се достигнат вечно замръзналите слоеве. Така добитият лед може да се разтопи и пречисти до получаване на питейна вода, или от него да се извлече кислород за дишане и водород за отоплителни нужди и гориво. За да се предпазят бъдещите колонизатори от радиацията и прашните бури, може би ще им се наложи да копаят в скалите, за да си направят укритие. (Поради силно разредената атмосфера и слабото магнитно поле на Марс няма какво да поглъща или да отразява космическата радиация, както става на Земята, така че това е сериозен проблем.) Другият вариант е първата марсианска база да бъде изградена в гигантски лавов тунел в района на някой вулкан, както стана дума, когато говорихме за Луната. Предвид многобройните вулкани на Марс там сигурно има множество такива тунели.

Марсианското денонощие е с почти същата продължителност, както земното. Освен това оста на Марс има същия наклон като оста на Земята. Но бъдещите заселници ще трябва да свикнат с марсианската гравитация, която се равнява на едва 40% от земната, и да спортуват усилено, както на Луната, за да предотвратят загубата на мускулна и костна маса в организма си. Ще е необходимо също така да се справят с ужасно ниските температури и да водят постоянна борба, за да не умрат от студ. Температурите на Марс рядко надвишават точката на замръзване на водата, а след залез-слънце може да паднат до -127 °C или -197 °F, затова всяка авария или прекъсване в електрическото захранване може да се окажат животозастрашаващи.

Дори ако успеем до 2030 г. да изпратим първата пилотирана експедиция до Марс, всички тези пречки може да наложат окомплектоването с техника и материални средства за бъдещия постоянен аванпост да продължи до 2050 г. или още по-дълго.

Поради жизнената необходимост от физическо натоварване с оглед предотвратяването на мускулна атрофия астронавтите на Марс ще трябва задължително да спортуват активно — и така с удоволствие ще установят, че притежават свръхчовешки възможности.

Но това означава, че спортните обекти ще се проектират по съвсем нов начин. Тъй като гравитацията на Марс е малко над една трета от земната, там човек ще може по принцип да скача три пъти по-високо. Ще може и да хвърля три пъти по-надалеч, затова игрищата за баскетбол, бейзбол и футбол трябва да са по-големи.

Освен това атмосферното налягане на Марс е около 1% от земното, което налага коренно различни аеродинамични параметри за топките за бейзбол и американски футбол. Най-сложно ще бъде владеенето на топката. На Земята играчите получават милиони долари заради неподражаемия начин, по който владеят топката, а това се отработва с години. Важното в случая е умението да се използва въртеливото й движение.

Когато топката лети във въздуха, се получава завихряне — образуват се миниатюрни вихрови потоци, които я карат леко да се върти и забавят летежа й. (При топките за бейзбол вихровите потоци се дължат на шевовете, които придават въртеливото движение. В голфа имат значение вдлъбнатините по повърхността на топката. А в случая с класическия („европейския“) футбол завихрянето се дължи на граничните зони между отделните парчета на кожената обвивка.)

При игра на американски футбол хвърлената топка лети във въздуха бързо и с въртене. Въртенето отслабва вихровите потоци по повърхността на топката и спомага за по-точното й насочване през въздушното пространство, а също така значително удължава полета й. Освен това бързото въртене на елипсовидната топка я превръща в нещо като жироскоп, неотклонно насочен в една посока — така тя поддържа желаната траектория и е по-лесна за улавяне.

Принципите на аеродинамиката потвърждават истинността на много от митовете в бейзбола. Питчърите открай време твърдят, че два специални вида хвърляне — нъкълбол и кървбол — им позволяват да контролират траекторията на топката по начин, който сякаш е в разрез със здравия разум.

При заснемане на забавен каданс се вижда, че това е вярно. Ако топката се хвърли с минимално въртеливо движение (както при нъкълбол), тогава завихрянето се увеличава и топката описва неправилна траектория. Ако обаче топката се върти бързо, въздушното налягане от едната й страна може да се окаже по-голямо, отколкото от другата й страна (в съответствие с принципа на Бернули), и по време на полета си тя ще завие по определен начин.

Всичко това означава, че на Марс дори играч от световна класа може да не успее да контролира движението на топката поради ниското атмосферно налягане, тоест за марсианския бейзбол ще са нужни съвсем друг тип играчи. Придобитото на Земята спортно майсторство би било безполезно в марсиански условия.

Ако разгледаме олимпийските спортове, ще видим, че всеки един от тях без изключение ще трябва да се промени с оглед на слабата гравитация и ниското атмосферно налягане на Марс. Сигурно ще се родят нови, Марсиански олимпийски игри, включващи необичайни спортове, които са физически невъзможни на Земята и засега не съществуват.

Освен това в условията на Марс може да се постигне повече виртуозност и елегантност в някои от съществуващите спортове. На Земята състезателите по фигурно пързаляне например могат да извършат най-много около четири завъртания на тялото по време на скок. Никой досега не е правил петорен скок. Това е така, защото височината на скока зависи от скоростта на отскачане и силата на гравитацията. На Марс състезателите ще могат да скачат три пъти по-високо и да изпълняват зашеметяващи фигури благодарение на по-слабата гравитация и по-ниското атмосферно налягане. Гимнастиците на Земята правят великолепни салта и пируети във въздуха, защото мускулната им сила е по-голяма от телесното им тегло. Но ако отидат на Марс, силата им ще надвишава много повече намаленото им тегло и това ще им позволи да се премятат във въздуха както никога преди.

След като намерят начин да се справят с основните животозастрашаващи предизвикателства на Марс, астронавтите ще могат да се полюбуват на някои от красотите на Червената планета.

В резултат на слабата гравитация, разредената атмосфера и липсата на течна вода планините на Марс имат по-внушителни размери от тези на Земята. Марсианският вулкан Олимп е най-големият известен вулкан в Слънчевата система. Той е близо 2,5 пъти по-висок от връх Еверест и е толкова широк, че ако го наложим върху картата на Северна Америка, ще се разпростре от Ню Йорк до Монреал. Също така поради слабата гравитация раниците на планинарите няма да им тежат и те ще могат да вършат чудеса от гледна точка на издръжливостта, подобно на астронавтите на Луната.

В близост до Олимп има три по-малки вулкана, разположени по права линия. Наличието и местоположението на тези по-малки вулкани свидетелстват за древна тектонична активност на Марс. Можем да направим аналогия с Хавайските острови тук на Земята. Под дъното на Тихия океан има магмен слой и когато тектонската плоча отгоре се раздвижи, налягането от магмата периодически избива нагоре през земната кора и така в Хавайската верига се образува нов остров. На Марс обаче тектоничната активност, изглежда, е спряла много отдавна, което показва, че ядрото на планетата се е охладило.

Най-големият марсиански каньон Маринър, който е може би и най-големият в цялата Слънчева система, е дълъг колкото разстоянието от Ню Йорк до Лос Анджелис. Ако Гранд Каньон в Аризона буди възхищение у туристите, тази извънземна система от дефилета е направо изумителна. Но за разлика от Гранд Каньон, в долината Маринър не тече река. Според най-новата теория този 5000-километров каньон представлява границата между две древни тектонски плочи, както е в случая с разлома Сан Андреас.

Сред най-интересните туристически забележителности на Червената планета ще бъдат и гигантските ледени шапки на двата полюса, в които има два вида лед и които се различават по своя строеж от полярните ледове на Земята. Единият вид лед представлява замръзнала вода. Той е постоянна част от пейзажа и остава почти непроменен през по-голямата част от марсианската година. Другият вид е сух лед — замръзнал въглероден двуокис, който се разширява и свива в зависимост от сезона. През лятото сухият лед се изпарява и изчезва и остава само този, който е съставен от вода. В резултат на това обликът на полярните ледени шапки се мени през годината.

Докато повърхността на Земята непрекъснато се променя, основните топографски особености на Марс остават почти едни и същи през последните няколко милиарда години. Ето защо на Марс има образувания, които са без аналог на Земята, включително останки от хиляди огромни метеоритни кратери, образувани много отдавна. Някога на Земята също е имало огромни метеоритни кратери, но под въздействието на водата те са ерозирали и много от тях са изчезнали. Освен това в резултат на тектоничната дейност по-голямата част от земната повърхност се трансформира веднъж на няколкостотин милиона години и затова древните кратери сега изглеждат съвсем различно. А марсианският пейзаж сякаш е замръзнал във времето.

В много отношения за повърхността на Марс се знае повече, отколкото за повърхността на Земята. Близо три четвърти от земната повърхност е залята от океани, каквито на Марс няма. С помощта на нашите орбитални сонди е заснет всеки квадратен метър от Червената планета и релефът й е подробно картографиран. Комбинацията от лед, сняг, прах и пясъчни дюни е създала там необичайни геоложки формации, които не се срещат на Земята. Красотите на Марс биха били истински рай за туристите.

Една от вероятните пречки за превръщането на Марс в туристическа дестинация са чудовищните прашни вихри, които са доста често явление и върлуват из пустините почти ежедневно. Понякога те са по-високи от Еверест и в сравнение с тях прашните вихри на Земята, които достигат до двеста-триста метра, изглеждат нищожни. Освен това на Марс има свирепи прашни бури, които понякога обгръщат цялата планета с пясъчна пелена в продължение на седмици. Но благодарение на ниското атмосферно налягане тези бури не биха нанесли големи поражения. Ветровете със скорост 150 км/ч биха се усещали като сравнително безобидните 15 км/ч. Може да са неприятни, защото ще набиват фини частици в скафандрите на астронавтите, машините и транспортните средства и ще предизвикват повреди и аварии, но няма да събарят постройки и съоръжения.

Ако на Марс бъдат откарани самолети, те ще трябва да имат много по-голяма разпереност на крилете, отколкото на Земята, заради разредения въздух. Ако самолетите се захранват със соларна енергия, ще е необходимо да имат огромна повърхностна площ и сигурно ще излезе много скъпо да бъдат доставени за туристически цели. По всяка вероятност над марсианските каньони няма да се извършват такива туристически полети, каквито виждаме над Гранд Каньон. Може обаче да е подходящо използването на балони и дирижабли, въпреки ниските температури и ниското атмосферно налягане. С помощта на такива средства повърхността на планетата ще може да се изследва от много по-близко разстояние, отколкото с орбитални сонди, и изследванията пак ще обхващат големи площи. Нищо чудно един ден цели флотилии от балони и дирижабли да закръжат над геоложките чудеса на Марс.

За да се постигне трайно човешко присъствие на Червената планета, трябва по някакъв начин да се създаде там „райска градина“ въпреки неблагоприятните условия.

Авиокосмическият инженер Робърт Зубрин, който е работил във фирмите „Мартин Мариета“ и „Локхийд Мартин“, е основател на Марсианското дружество и от дълго време е сред най-изявените застъпници на идеята за колонизиране на Червената планета. Целта му е да убеди обществото в нуждата да се финансира пилотирана мисия. Някога е бил самотен ентусиаст и е трябвало да убеждава не един и двама, но сега вече редица фирми и държави се допитват до него.

Колкото пъти съм интервюирал Робърт Зубрин, винаги ме е впечатлявал със своя ентусиазъм, енергия и отдаденост на мисията си. Когато веднъж го попитах на какво се дължи интересът му към космоса, той ми каза, че всичко започнало от четенето на научнофантастична литература в детските му години. Освен това бил възхитен от представената още през 1952 г. идея на Вернер фон Браун за експедиция до Марс, която можела да се осъществи с 10 космически кораба, построени в орбита, и 70 души екипаж.

Попитах д-р Зубрин как интересът му към научната фантастика е прераснал в неувяхващ стремеж към покоряването на Марс. Той отвърна: „Всъщност това се дължи на „Спутник“.^[27] Възрастните бяха втрещени^[28], но аз изпитах въодушевление“. Д-р Зубрин е бил възхитен от изстрелването на първия изкуствен спътник на Земята през 1957 г., защото това е показало, че прочетеното от него в книгите може да се сбъдне. Затова е убеден, че един ден научната фантастика ще се превърне в научен факт.

Д-р Зубрин принадлежи на поколението, което става свидетел как САЩ започват от нулата и се превръщат в най-великата космическа нация на планетата. По-късно вниманието на американците е погълнато от войната във Виетнам и вътрешнополитическите противоречия, а лунните разходки започват да изглеждат все по-безинтересни и маловажни. Отпусканите средства намаляват драстично. Част от програмите се закриват. Но въпреки че обществото обръща гръб на космическите изследвания, д-р Зубрин все още е убеден, че Марс трябва да е следващата ни голяма цел. През 1989 г. президентът Джордж Буш-старши за кратко разпалва въображението на хората с изявлението си, че се планира до 2020 г. човек да стъпи на Марс, но на следващата година нещата утихват, след като проучванията показват, че проектът ще струва близо 450 милиарда долара. Тази цена шокира американците и експедицията до Марс отново е замразена.

Години наред гласът на Робърт Зубрин е глас в пустиня, но той продължава да търси подкрепа за амбициозния си план. Като си дава сметка, че обществото няма да подкрепи прекалено скъпо начинание, той предлага редица новаторски и реалистични подходи към колонизирането на Червената планета. Преди него почти никой не се е занимавал сериозно с проблема за финансирането на бъдещи космически експедиции.

През 1990 г. Зубрин излиза с предложение, наречено „Марс Директ“, според което разходите може да се намалят, ако проектът се раздели на два етапа. Идеята му е следната: първо на Марс се изпраща непилотираната ракета „Обратен полет“ (Earth Return Vehicle). С нея до Марс се пренася малко количество водород (само 8 тона) и там този водород се свързва с въглероден двуокис, който е в неограничени количества в атмосферата. Чрез тази химична реакция се получават до 112 тона метан и кислород и така се осигурява достатъчно ракетно гориво за бъдещия обратен полет. След като горивото е налице, астронавтите излитат от Земята с друга ракета — „Марсиански подслон“ (Mars Habitat Unit), която има гориво само за еднопосочен полет. С нея астронавтите кацат на Марс и провеждат научни експерименти. После изоставят ракетата „Марсиански подслон“ и се прехвърлят на „Обратен полет“, която вече е заредена с новопридобитото гориво. С нея се връщат на Земята.

Някои от критиците на Робърт Зубрин са ужасени от идеята му екипажът да пътува, образно казано, с еднопосочен билет до Марс, сякаш се очаква всички да загинат на Червената планета. Той обаче подчертава, че горивото за връщане може да се добие на Марс. И добавя: „Животът си е еднопосочно пътуване, но можем да го оползотворим, като отидем на Марс и положим началото на нов клон на човешката цивилизация“.

Той смята, че след 500 години историците едва ли ще помнят всички дребнави битки и конфликти на XXI в., но човечеството ще оцени по достойнство създаването на нова общност на Марс.

НАСА вече е възприела някои аспекти на стратегията „Марс I Директ“, с което се променя философията на програмата за Марс и на преден план излизат въпросите за разходите, ефективността и използването на марсиански ресурси. Освен това Марсианското дружество на Робърт Зубрин е създало прототип на марсианска база. Това е изследователската станция „Марсианска пустиня“, която е разположена в щата Юта, защото средата там най-много се доближава до условията на Червената планета: студена безлюдна пустош без растителност и животни. Сърцето на станцията е мястото за подслон на екипа — двуетажна цилиндрична сграда, в която могат да пребивават седем души. Има и голяма обсерватория. В изследователската станция „Марсианска пустиня“ работят доброволци, които се ангажират да прекарат там две или три седмици. Те се обучават да се държат като истински астронавти с определени задължения и задачи, например да провеждат научни експерименти, да се занимават с поддръжка и да извършват наблюдения. Организаторите се стремят всичко да е максимално реалистично и чрез тези дейности искат да изследват психологическите измерения на продължителното пребиваване на Марс на изолирана общност от относително непознати помежду си хора. От създаването на станцията през 2001 г. през нея са преминали над 1000 души.

Марс е толкова примамлив, че за него вече е имало няколко проекта със съмнителна стойност. Изследователската станция „Марсианска пустиня“ не бива да се бърка с програмата „Марс 1“, която предвижда подозрителен еднопосочен полет до Марс за хора, преминали серия от тестове. Въпреки че стотици души вече са кандидатствали, в програмата не се посочва никакво конкретно средство за достигане на планетата. Организаторите твърдят, че необходимата ракета ще бъде изплатена с дарения и с приходите от бъдещ филм за мисията. Скептиците казват за ръководителите на програмата „Марс 1“, че повече ги бива да заблуждават медиите, отколкото да ползват реални научни достижения.

Друг чудат проект е „Биосфера 2“^[29], при който със 150 милиона долара финансиране от фамилията Бас се прави опит да се създаде изолирана колония, каквато би могло да има един ден на Марс. За целта в аризонската пустиня е построен комплекс от стъкло и стомана на площ от 12 декара. Предназначен е за осем обитатели и 3000 вида растения и животни, а целта е да се изследва възможността група хора да живеят в контролирана затворена среда, каквато би се получила при една бъдеща експедиция на чужда планета. Експериментът стартира през 1991 г. и още от самото начало е съпроводен със злополуки, спорове, скандали и аварии, които създават повече медиен шум, отколкото реален научен продукт. За щастие през 2011 г. комплексът е прехвърлен на Аризонския университет и се превръща в истински изследователски център.

Въз основа на опита си от изследователската станция „Марсианска пустиня“ и други проекти д-р Робърт Зубрин смята, че може да предвиди в каква последователност ще протече колонизацията на Марс. Според него първата цел е създаването на база на повърхността на планетата, която да приюти между 20 и 50 астронавти. Част от тях ще стоят там само по няколко месеца. Други ще останат за цял живот и базата ще бъде постоянният им дом. С течение на времето хората на Марс ще започнат да се чувстват по-малко като астронавти и повече като заселници.

Отначало повечето материални средства ще се доставят от Земята, но през втората фаза населението ще се увеличи до няколко хиляди души и те ще могат да използват суровини от Марс. Червеникавият цвят на марсианските пясъци се дължи на наличието на железен окис, или иначе казано — ръжда, което значи, че заселниците биха могли да произвеждат желязо и стомана за строителни нужди. Електричество може да се добива посредством големи соларни паркове, които ще оползотворяват слънчевата енергия. Въглеродният двуокис от атмосферата може да служи за отглеждането на растения. Постепенно марсианското селище ще стане икономически автономно и устойчиво.

Следващата стъпка ще е най-трудна. Рано или късно колонията ще трябва да намери начин постепенно да затопли атмосферата, за да може на Червената планета да се появи течна вода за пръв път от 3 милиарда години. Така ще стане възможна селскостопанската дейност, а по-късно и появата на градове. Тогава ще се премине към третия етап и на Марс ще се развие нова цивилизация.

Грубите изчисления сочат, че разходите за благоустрояването (тераформирането) на Марс вероятно са непосилни в момента и този процес може да продължи векове. Но има един интересен и обнадеждаващ факт: съществуват географски данни, че в миналото на повърхността на планетата е имало обилни количества течна вода, която е оформила речни корита, речни брегове и дори един древен океан с размерите на САЩ. Марс се е охладил по-рано от Земята — преди милиарди години, докато Земята все още е била в течно състояние, Марс е имал тропически климат. Това някогашно съчетание от мек климат и големи водоеми дава основание на някои учени да предполагат, че молекулата на ДНК е възникнала на Марс. След това е възможно, казват те, при изключително мощен сблъсък с метеор да са се разхвърчали огромни количества отломки от Марс в космоса — по-късно някои от тях са паднали на Земята и така са донесли марсианската ДНК. Ако тази теория е вярна, значи всеки път, когато се погледнем в огледалото, виждаме марсианец.

Робърт Зубрин изтъква, че благоустрояването на планети не е нещо ново или необичайно. Всъщност молекулата на ДНК непрекъснато благоустроява Земята. Животът е преобразувал всички природни дадености на Земята — от състава на атмосферата до топографския облик на планетата и вида на океаните. Тоест благоустрояването на Марс от хората ще бъде по сценарий на самата природа.

За да започне същинското благоустрояване, може в марсианската атмосфера да се вкарат водни пари и метан и така изкуствено да се създаде парников ефект. Тези парникови газове ще улавят слънчевата светлина и постепенно ще повишават температурата на ледените шапки на двата полюса. При топенето на леда ще се отделя вода и въглероден двуокис.

Може също така в орбита около Марс да се изпратят изкуствени спътници, които да насочват концентрирана слънчева светлина към ледените шапки. Може да се направи така, че спътниците да стоят във фиксирано положение спрямо повърхността на планетата и оттам да насочват енергията към полярните райони. На Земята ние насочваме сателитните си чинии към също такива геостационарни спътници, намиращи се на около 36 000 км височина — те изглеждат неподвижни, защото времето, за което извършват една пълна обиколка около Земята, е 24 часа. (Орбитата на геостационарните спътници е точно над екватора. Това означава, че в случая с Марс отразяваната от подобни спътници слънчева енергия ще пада на полюсите под ъгъл, или другият вариант е да пада към екватора и оттам да се пренася към полюсите. Така или иначе ще има загуба на енергия.)

При този метод соларните спътници около Марс ще носят гигантски километрични плоскости, покрити с огромни системи от огледала или със соларни панели. В единия случай отразената от огледалата концентрирана слънчева енергия ще бъде насочвана към ледените шапки, а в другия случай ще се преобразува с помощта на соларни клетки и ще се изпраща под формата на микровълни. Макар и скъпоструващ, това е един от най-ефективните начини на благоустрояване, защото е безопасен, няма да предизвиква замърсяване, а увреждането на марсианската повърхност ще е минимално.

Предлагат се и други стратегии. На Марс би могло да се доставя метан, добит от спътника на Сатурн Титан, който е богат на този ресурс. Метанът може да допринесе за желания парников ефект — той задържа топлината над 20 пъти по-ефективно от въглеродния двуокис. Друг възможен метод включва използването на близки комети или астероиди. Както вече споменах, кометите са изградени предимно от лед, а за астероидите е известно, че съдържат парниковия газ амоняк. Тези от тях, които преминават близо до Марс, може да бъдат леко отклонени и вкарани в орбита около планетата. С допълнително насочване всяка такава комета или астероид може да влезе в много бавна спирала на смъртта. При попадането си в марсианската атмосфера кометата ще се нажежи поради въздушното съпротивление и ще се разпадне, при което ще се отделят водни пари или амоняк. Гледката откъм повърхността на Марс би била впечатляваща. В известен смисъл мисията „Астероид Ридайрект“ на НАСА може да се приеме като подготовка за именно такова начинание. Както стана дума по-горе, тази бъдеща мисия ще включва добиване на каменен материал от астероиди или комети или леко пренасочване на траекториите им. Разбира се, технологията трябва да е много прецизна, защото ако някой гигантски астероид бъде насочен по погрешка към повърхността на Марс, ефектът може да е пагубен за бъдещата колония.

Друга, по-нестандартна идея, предложена от Илон Мъск, е да се предизвика топене на полярните ледени шапки на Марс чрез взривяване на водородни бомби високо над тях. Този метод е приложим дори и сега, защото съществуват подходящи технологии. По принцип производството на водородни бомби не излиза много скъпо, въпреки високата степен на защита, а освен това в момента разполагаме с ракети, които спокойно могат да се използват за хвърлянето на множество такива бомби на Марс. Само че не се знае колко са стабилни ледените шапки и какви биха били дълготрайните последици от прилагането на този способ, затова много учени смятат, че рискът от нежелани ефекти е твърде висок.

Предполага се, че ако полярните ледени шапки на Марс се разтопят напълно, получената течна вода би запълнила планетарен океан с дълбочина между 5 и 10 метра.

Всички тези предложения имат за цел марсианската атмосфера да бъде доведена до такова състояние, при което затоплянето ще се самоподдържа. За да започне процесът на ледотопене, е достатъчно температурата да се повиши с 6 °C. Тогава от ледените шапки ще започнат да се отделят парникови газове, които ще затоплят атмосферата още повече. Въглеродният двуокис, абсорбиран в пустинята много отдавна, също ще започне да се изпарява и да допринася за затоплянето на климата, а оттам и за ледотопенето. В резултат на това повишаването на температурите на Марс ще продължи без външна намеса. Колкото по-топла става планетата, толкова повече водни пари и парникови газове ще се отделят, а те на свой ред още повече ще затоплят планетата. Този процес би могъл да продължи почти до безкрайност и би повишил атмосферното налягане.

Щом в древните речни корита потече вода, заселниците ще могат да пристъпят към мащабни селскостопански дейности. Растенията обичат въглероден двуокис и затова ще може да започне отглеждането на селскостопански култури на открито, а получените от тях отпадъчни продукти ще образуват нов почвен слой. Така ще стартира още един положителен двустранен процес: с увеличаването на отглежданите култури ще се увеличи новият почвен слой, а това ще позволи отглеждането на още повече култури. Местната марсианска почва също съдържа ценни хранителни вещества, като магнезий, натрий, калий и хлор, които ще благоприятстват развитието на растенията. Растенията ще се размножават и ще отделят кислород, което е особено важно за благоустрояването на Марс.

Учените са изградили парници, пресъздаващи суровите условия на Марс, за да видят дали растенията и микроорганизмите биха оцелели там. През 2014 г. Институтът за перспективни концепции на НАСА в партньорство с фирмата „Текшот“ започва изграждането на затворени контролируеми екосистеми за отглеждане на кислородоотделящи цианобактерии и водорасли. Предварителните изследвания показват, че някои форми на живот действително биха се чувствали добре на Марс. През 2012 г. учени от симулаторната лаборатория „Марс“ на Германския авиокосмически център откриват, че лишеите (организми, подобни на мъха) биха издържали поне един месец на Червената планета. А през 2015 г. учени от Университета на Арканзас установяват, че четири вида метаногени (микроорганизми, които отделят метан) могат да живеят в природни условия, близки до марсианските.

Още по-амбициозни цели си поставя екипът на експерименталната лаборатория „Марс Екопоезис“ на НАСА, който планира с помощта на марсоход да изпрати на Червената планета високоустойчиви микроорганизми и растения от рода на екстремофилните фотосинтезиращи водорасли и цианобактерии. Те ще бъдат поставени в капсули, които ще се вкарат в марсианската почва. В капсулите ще се налее вода, след което специални уреди ще следят за появата на кислород — това би било признак за активна фотосинтеза. Ако експериментът се окаже успешен, един ден на Марс може да се създадат множество ферми на същия принцип, които ще произвеждат кислород и храни.

Към началото на XXII в. се очаква технологиите от четвъртата вълна — нано- и биотехнологиите и изкуственият интелект — да спомогнат решително за благоустрояването на Марс.

Някои биолози смятат, че чрез генно инженерство може да се създаде нов вид водорасло, което ще живее на Марс — в особената по своя химичен състав марсианска почва или в новообразувани езера. На това водорасло изобщо няма да му пречи студената, разредена и богата на въглероден двуокис атмосфера и то ще отделя големи количества кислород като отпаден продукт. Ще става за ядене, а гениите инженери могат да направят така, че на вкус да наподобява определени земни храни. Освен това ще му бъдат придадени такива свойства, че от него ще се получи идеален тор.

Във филма „Стар Трек 2: Гневът на Хан“ става дума за невероятно ново изобретение — Средството на Сътворението. Чрез него безжизнените планети почти мигновено се благоустрояват в обитаеми светове на изобилието. То се взривява като бомба и разпръсква ДНК, създадена чрез сложно биоинженерство. Тази свръхподобрена ДНК се разпръсква по цялата планета, после клетките започват да се развиват, от тях се раждат гъсти джунгли и цялата планета се преобразява за броени дни.

През 2016 г. професор Клаудиус Грос от университета „Гьоте“ във Франкфурт публикува в списание „Астрофизика и космически науки“ статия, в която описва как на практика би изглеждало Средството на Сътворението. Той прогнозира, че примитивна версия на това средство може да се създаде след 50-100 години. Първо работещите на Земята учени трябва внимателно да анализират природните условия на съответната безжизнена планета. Температурата, почвеният състав и съставът на атмосферата й ще определят кои видове ДНК са подходящи за пренос. После на планетата ще бъдат изпратени флотилии от автоматични летателни средства, за да пренесат там милиони микроскопични капсули с подбрани видове ДНК. Когато се освободи съдържанието на капсулите, създадената за тамошните условия ДНК ще се прихване в почвата и ще започне да се развива. Донесеният с капсулите материал ще е създаден така, че да се размножава на пустата планета чрез образуване на семена и спори и да породи растителност, подхранвана от наличните на планетата минерали.

Според д-р Грос животът на планетата приемник трябва да се развие по естествен начин — по пътя на еволюцията. Той предупреждава, че ако хората се опитат да ускорят процеса, това може да доведе до „глобална екологична катастрофа“, особено ако една от формите на живот започне да се размножава толкова бързо, че измести останалите.

Ако хората успеят да благоустроят Марс, каква е гаранцията, че после планетата няма да се върне към първоначалното си състояние? Този въпрос е свързан с една изключително важна тема, която вълнува астрономите и геолозите от десетилетия: защо Венера, Земята и Марс са еволюирали по толкова различен начин?

Когато се е образувала Слънчевата система, тези три планети са си приличали в много отношения. На всяка от тях е имало вулканична дейност, в резултат на която в атмосферата попадат големи количества въглероден двуокис, водни пари и други газове. (Ето защо дори и днес атмосферата на Венера и Марс е съставена почти изцяло от въглероден двуокис.) Водните пари се кондензират и образуват облаци, а дъждовните валежи създават реки и езера. Ако трите планети са били по-близо до Слънцето, океаните им са щели да се изпарят, а ако са били по-далеч, океаните са щели да замръзнат. Но и трите се намират в или много близо до „зоната на Златокоска“ — онзи пояс около Слънцето, в рамките на който водата може да остане в течно състояние. А течната вода е „универсалният разтворител“, в който са възникнали първите органични вещества.

Венера и Земята са с почти еднакви размери. Те са космически двойници и би трябвало да имат едно и също еволюционно минало. Навремето писателите фантасти са представяли Венера като покрита с растителност планета и идеално място за почивка за астронавти. През 30-те години на XX в. Едгар Бъроуз създава образа на още един дързък космически авантюрист — Карсън Нейпиър, герой в „Пиратите на Венера“, където планетата е описана като обрасла с джунгли и изпълнена с опасности „страна на чудесата“, в която стават страхотни приключения. Но днес учените знаят, че Венера и Марс изобщо не приличат на Земята. Преди милиарди години се е случило нещо, което е насочило развитието на трите планети в много различни посоки.

През 1961 г., когато утопичната представа за Венера все още владее въображението на хората, Карл Сейгън изказва спорната хипотеза, че на Венера има екстремен парников ефект и адски високи температури. Според новата и обезпокоителна теория на Сейгън въглеродният двуокис създава нещо като „еднопосочна улица“ за слънчевата енергия. Идващата от Слънцето светлинна енергия лесно преминава през въглеродния двуокис в атмосферата на Венера, защото този газ е прозрачен. Но след като повърхността на планетата отрази енергията обратно, тя се превръща в топлина или инфрачервена радиация, която трудно може да напусне атмосферата. Радиацията попада в своеобразен капан, също както зеленчуковите оранжерии задържат в себе си слънчевата енергия през зимата, или както вътрешността на автомобилите се нагрява през лятото. Същият планетарен процес се наблюдава и на Земята, но на Венера той е много по-ускорен, защото тя се намира много по-близо до Слънцето — и така се получава екстремен парников ефект.

Предположението на Карл Сейгън се потвърждава на следващата година, когато сондата „Маринър 2“ преминава покрай Венера и разкрива нещо наистина шокиращо: температурата там достига 500 °C, което е достатъчно за топене на калай, олово или цинк. Оказва се, че Венера не е никакъв тропически рай, а прилича на адска доменна пещ. По-късно лошата новина се потвърждава и от данните от други космически апарати. Дъждът на Венера също не носи никакво облекчение, защото това е дъжд от сярна киселина. Каква ирония: тази планета е кръстена на римската богиня на любовта и красотата, но причината тя да грее толкова ярко в нощното небе е именно сярната киселина, която има висока светлоотразителна способност.

На всичко отгоре атмосферното налягане на Венера е почти 100 пъти по-високо от това на Земята. Това не е чудно, като се има предвид парниковият ефект. На Земята повечето от въглеродния двуокис се трансформира, като се разтваря в океаните и се отлага в скалите. Но на Венера океаните са се изпарили отдавна поради повишаването на температурата. Скалите там също не са можели да задържат въглероден двуокис в себе си, защото той се е изпарявал. С течение на времето изпаренията са ставали все повече и повече и са повишавали температурата на Венера, тоест това пак е двустранен процес.

Атмосферното налягане на повърхността на Венера се равнява на налягането, което съществува в земните океани на дълбочина 900 м. Това е наистина убийствено. Но дори да предположим, че има начин за справяне с атмосферното налягане и с изключително високите температури, пак няма да може да се избегне еквивалентът на Дантевия „Ад“- Въздухът на Венера е толкова плътен, че да се ходи по повърхността на планетата е все едно да се върви през меласа, а самата повърхност е мека и пихтиеста, защото се състои от разтопен метал. Киселинният дъжд би проникнал и през най-миниатюрната цепнатина в скафандъра на астронавта, а при най-малкото невнимание той би могъл да падне в кладенец от разтопена магма.

При тези условия не може да става и дума за благоустрояване на Венера.

Ако двойничката на Земята Венера дължи особената си еволюция на близостта си до Слънцето, как да обясним еволюцията на Марс?

Най-важното в случая е, че Марс е не само по-отдалечен от Слънцето, но е и много по-малък в сравнение със Земята и затова се е охладил по-бързо от нея. Марсианското ядро вече не е в разтопено състояние. По принцип, за да има дадена планета магнитно поле, ядрото й би трябвало да е течно и в него трябва да има движение на метал, което да създава електрически потоци. Ядрото на Марс се състои от твърда скална маса, поради което магнитното му поле е много слабо. Освен това се предполага, че преди около 3 милиарда години Марс е бил връхлетян от масирана канонада от метеори и в създалия се хаос магнитното му поле силно е пострадало. Това може би обяснява защо Марс е изгубил атмосферата и водата, които е имал. Отслабеното магнитно поле не е можело да предпази планетата от вредните слънчеви лъчи и изригвания и затова слънчевият вятър постепенно е разпръснал атмосферата из космоса. С понижаването на атмосферното налягане океаните са се изпарили.

Един друг процес ускорява загубата на атмосфера. Голяма част от първоначалните количества въглероден двуокис на Марс се разтварят в океаните и се преобразуват във въглеродни съединения, които после се отлагат на океанското дъно. На Земята тектоничната активност периодически трансформира континентите и позволява на въглеродния двуокис отново да се издигне на повърхността. На Марс обаче няма кой знае каква тектонична активност, защото ядрото на планетата по всяка вероятност е твърдо и по тази причина попадналият под повърхността въглероден двуокис остава там завинаги. Вследствие на това въглеродният двуокис в атмосферата намалява и това оказва ефект, обратен на парниковия, поради което планетата се сковава в дълбок мраз.

Огромният контраст между Марс и Венера ни помага да оценим благоприятното геоложко развитие на Земята. Ядрото на Земята е можело да се охлади още преди милиарди години. Но то все още е в разтопено състояние, защото за разлика от марсианското ядро, земното съдържа силно радиоактивни минерали, като уран и торий, които имат период на полуразпад от порядъка на милиарди години. Всяко грандиозно вулканично изригване или опустошително земетресение на Земята е проява на свойството на радиоактивното ядро да предопределя случващото се на повърхността и да спомага за поддържането на живота.

В резултат на високата температура, породена от радиоактивността в земните недра, желязното ядро се намира в динамично състояние и образува магнитно поле. Магнитното поле предпазва атмосферата от слънчевия вятър и отблъсква смъртоносната космическа радиация. (На това се дължи северното сияние: то се появява при сблъсъка на слънчевата радиация със земното магнитно поле. Това поле е като гигантска фуния, която насочва радиацията от космоса към полюсите на Земята, при което повечето от нея или се отразява обратно, или се поглъща от атмосферата.) Земята е по-голяма от Марс, затова не се е охладила толкова бързо. Освен това земното магнитно поле не е пострадало от грандиозни сблъсъци с метеори.

Нека сега да се върнем на въпроса как може да се предотврати регресията на Марс към предишното му състояние, след като бъде благоустроен. Един амбициозен метод е като се създаде изкуствено магнитно поле около планетата. За целта трябва екваторът да се опаше с огромни свръхпроводими намотки. Въз основа на законите на електромагнитното взаимодействие може да се изчисли колко енергия и материали ще са необходими за изграждането на такъв пояс от свръхпроводници. Но начинание от подобен мащаб не би могло да се осъществи през нашия век.

Това обаче може да не е чак толкова спешен проблем за бъдещите заселници на Марс. След благоустрояването на планетата атмосферата й може да остане относително стабилна в продължение на един век, ако не и повече, следователно подобренията може да се извършват постепенно през вековете. Поддръжката сигурно ще е свързана с неудобства, но това може да се преглътне в името на развитието на този наш нов аванпост в космоса.

Благоустрояването на Марс ще бъде главна цел през XXII в. Но учените гледат и по-надалеч от Марс. Най-вълнуващите перспективи може би са свързани със спътниците на газовите гиганти, включително спътника на Юпитер Европа и спътника на Сатурн Титан. Някога се е смятало, че спътниците на газовите гиганти са голи скални тела, които си приличат, но сега се възприемат като уникални чудни светове, всеки със свой характерен пейзаж от гейзери, океани, каньони и атмосферни сияния. В момента тези спътници се разглеждат като потенциален нов дом за хората.

През една съдбовна седмица на януари 1610 г. Галилео Галилей прави откритие, което разклаща църквата из основи, преобръща представата на хората за вселената и предизвиква революция.

С току-що изработения от него телескоп той поглежда към планетата Юпитер и с изненада открива четири светли обекта в близост до нея. След едноседмичен внимателен анализ на движението им стига до твърдото заключение, че обектите обикалят около Юпитер. Така Галилей открива една „мини слънчева система“.

Той скоро разбира значението на този факт за космологията и богословието. В продължение на векове църквата, позовавайки се на Аристотел, е учела, че всички небесни тела, включително Слънцето и планетите, обикалят около Земята. Откритието на Галилей обаче опровергава този възглед. Земята е детронирана като център на вселената. Свързаните с църковната доктрина представи и астрономическите теории от последните две хилядолетия рухват изведнъж.

Откритията на Галилео Галилей са посрещнати от обществото с въодушевление. Той няма нужда от армия от медийни консултанти и пиар съветници, за да убеди хората в истинността на наблюденията си. Всички могат да видят със собствените си очи, че е прав, затова при пристигането си в Рим на следващата година е посрещнат като герой. Само че църквата не е доволна. Книгите на Галилей са забранени и той е изправен пред съда на Инквизицията, която го заплашва с мъчения, ако не се отрече от еретичните си възгледи.

Самият Галилей вярва, че науката може да съжителства с религията. Той пише, че целта на науката е да разкрие какво става в небето, а целта на религията е да покаже как да стигнем на небето. С други думи, науката се занимава с природните закони, а религията се отнася до етиката и между тях няма противоречие, стига да сме наясно с това разграничение. Но по време на процеса срещу Галилей религията влиза в сблъсък с науката и след като е заплашен със смърт, той е принуден да се отрече от теориите си. Обвинителите му припомнят, че монахът Джордано Бруно е бил изгорен жив, макар че космологичните му твърдения са били доста по-общи. Забраната върху книгите на Галилей е вдигната чак след два века, и то не изцяло.

Днес, четири века по-късно, въпросните четири спътника на Юпитер — известни като Галилеевите спътници — са в основата на още една революция. Някои специалисти дори смятат, че те, както и някои от спътниците на Сатурн, Уран и Нептун, може би крият разковничето към живота във вселената.

Когато между 1979 и 1989 г. космическите апарати „Вояджър 1“ и „Вояджър 2“ прелитат покрай газовите гиганти, получените от тях данни потвърждават значителните прилики между тези планети. Всички те са съставени предимно от газообразен водород и хелий, чието тегло е в съотношение приблизително четири към едно. (Сместа от водород и хелий е също така в основата на състава на Слънцето, а и на по-голямата част от вселената. Вероятно се е зародила преди почти 14 милиарда години, когато близо една четвърт от първоначалното количество водород се преобразува в хелий в момента на Големия взрив.)

По всяка вероятност газовите гиганти имат сходно минало. Както вече стана дума, преди 4,5 милиарда години всички планети, изглежда, са представлявали малки скални ядра, образувани чрез сгъстяване от съществуващия около Слънцето диск от водород и прах. Вътрешните планети стават Меркурий, Венера, Земята и Марс. Другите, които са били по-отдалечени от Слънцето, са имали в ядрото си лед, който е бил в изобилие в тази част на Слънчевата система, а също и скална маса. Ледът има слепващо свойство, затова ядрата с лед стават до 10 пъти по-големи, отколкото изцяло каменните ядра. Гравитацията им нараства толкова много, че успяват да привлекат голяма част от останалия в Слънчевата система газообразен водород. Колкото по-големи стават, толкова повече газ привличат, докато накрая наоколо не остава никакъв водород.

Смята се, че газовите гиганти имат еднакъв вътрешен строеж. Ако направим мислен разрез на която и да е от тези планети, ще установим, че най-външният слой представлява гъста газообразна атмосфера. Под нея се предполага, че има свръхстуден океан от течен водород. Една от хипотезите е, че в резултат на огромното налягане в самия център съществува малко плътно ядро от твърд водород.

Всички газови гиганти са покрити с разноцветни ивици, които се дължат на различни примеси в атмосферата и въртенето на планетата около оста й. На повърхността вилнеят страховити бури. Юпитер е известен с голямото си червено петно, което, изглежда, е негов постоянен белег и е толкова голямо, че би побрало в себе си няколко планети като Земята. А Нептун има променливо тъмно петно, което понякога изчезва.

Тези планети обаче се различават по своите размери. Най-голямата е Юпитер, кръстена на името на върховния бог в римската митология. Юпитер е толкова огромен, че масата му надвишава тази на всички останали планети, взети заедно. Земята би се побрала в него 1300 пъти. Голяма част от данните за Юпитер, с които разполагаме, са събрани с помощта на космическия апарат „Галилео“, който след осемгодишна вярна служба в орбита около планетата е оставен да приключи легендарния си жизнен път, като потъва в газовите й дълбини през 2003 г. Докато пропада през атмосферата, той продължава да излъчва радиосигнали, но накрая е смазан от огромната гравитационна сила. Останките му сигурно са потънали в океана от течен водород.

Юпитер е обвит с огромен пояс от смъртоносна радиация, на който до голяма степен се дължат смущенията, които чуваме по радиото и телевизията. (Друга малка част от смущенията са в резултат на Големия взрив.) При пилотиран полет край Юпитер астронавтите трябва да бъдат защитени от радиацията, а освен това ще имат проблеми с комуникациите заради силните радиосмущения.

Изключително мощното гравитационно поле на Юпитер също крие рискове: то може да притегли или да запокити в космоса всеки обект, който се приближи твърде много, включително спътник или планета. Това опасно свойство всъщност е оказало благоприятно въздействие върху Земята преди милиарди години. В началото на своето развитие Слънчевата система била пълна с космически отломки, които постоянно бомбардирали Земята. За щастие гравитационното поле на Юпитер започнало да действа като прахосмукачка, която или засмуквала отломките, или ги запокитвала встрани. Компютърните симулации показват, че ако не беше Юпитер, Земята щеше да бъде бомбардирана от гигантски метеори дори и днес и животът щеше да е невъзможен. В бъдеще колонизаторите следва да търсят такива звездни системи, в които има аналогичен на Юпитер гигант, за да разчиства отломките.

На газовите гиганти едва ли може да има живот във вида, в който го познаваме. Нито един от тях няма твърда повърхност, на която да могат да се развиват организми. Също така липсва течна вода и отсъстват необходимите елементи за образуването на въглеводороди и органични съединения. А и студът е невероятен, защото тези планети са отдалечени на милиарди километри от Слънцето.

С оглед на това дали има условия за живот, по-интересни от Юпитер и Сатурн са техните естествени спътници, които наброяват съответно 69 и 62, ако не и повече. В миналото астрономите предполагали, че всички спътници на Юпитер са еднакви: мразовити и пусти като нашата Луна. Но за своя голяма изненада те откриват, че всеки от тях си има характерни особености.

Този факт води до качествена промяна в представите на учените за живота във вселената.

Може би най-интересният спътник е Европа — един от откритите от Галилео Галилей. Европа, както и някои от другите спътници на газовите гиганти, е покрита с дебел слой лед. Според една от теориите водните пари от древните вулкани на Европа са се кондензирали и са образували океани, които после са замръзнали поради охлаждането на спътника. Това може би обяснява любопитния факт, че повърхността на Европа е една от най-гладките сред всички спътници в Слънчевата система. Въпреки масираните сблъсъци на Европа с астероиди следите от тях не се виждат, защото са скрити в океаните, които са замръзнали вероятно след като повечето от тези сблъсъци вече са се случили. Погледната от космоса, Европа прилича на топче за тенис на маса, без почти никакви образувания на повърхността — няма вулкани, планини или метеоритни кратери. Единствената видима особеност е система от цепнатини.

Астрономите стигат до сензационния извод, че под ледената повърхност на Европа може би има океан от течна вода. Предполага се, че по количество тази вода е два-три пъти повече от океаните на Земята — нашите океани са само на повърхността, докато тези на Европа заемат повечето от вътрешността на спътника.

В журналистиката съществува максимата „Следвай парите“, а астрономите казват „Следвай водата“, защото водата е от решаващо значение за възникването на живота такъв, какъвто го познаваме. Учените са шокирани, че в зоната на газовите гиганти може да съществува течна вода. Нейната наличност на спътника Европа поражда загадка: откъде се е взела топлината, която е разтопила леда? Случаят сякаш излиза извън рамките на традиционното познание. Преди се е смятало, че Слънцето е единственият източник на топлина в Слънчевата система и че само в „зоната на Златокоска“ може да има обитаеми планети, а Юпитер се намира далеч от този пояс. Съществува обаче още един потенциален източник на енергия: приливните сили. Гравитацията на Юпитер е толкова мощна, че разтегля и сплесква Европа. Докато обикаля около планетата, Европа извършва сложно въртеливо движение („премятане“) и едновременно с това се върти около оста си, в резултат на което приливните сили непрекъснато променят формата й. Тези разтегляния и сплесквания вероятно предизвикват в ядрото на спътника силно триене на камък о камък, при което се отделя топлина, която е достатъчна да разтопи голяма част от ледената обвивка.

Наличието на течна вода на Европа показва, че съществува източник на енергия, благодарение на който може да има живот дори в най-тъмните зони на космоса. Това налага пренаписването на всички учебници по астрономия.

Мисията „Европа Клипер“ се предвижда да стартира около 2022 г. Тя ще струва близо 2 милиарда долара и ще изследва ледената обвивка на спътника на Юпитер Европа, както и състава и особеностите на неговия океан в търсене на признаци за наличието на органични вещества.

При определянето на траекторията на „Европа Клипер“ инженерите трябва да решат един деликатен проблем. Тъй като Европа се намира в зоната на екстремна радиация около Юпитер, всяка космическа сонда в орбита около спътника би излязла от строя само след няколко месеца. За да се избегне тази опасност и да се увеличи продължителността на мисията, е взето решение „Европа Клипер“ да бъде изпратен в орбита около Юпитер и да обикаля предимно извън радиационния му пояс. След това траекторията на апарата ще се промени така, че той да се приближи към Юпитер и да извърши 45 кратки препитания покрай Европа.

Една от целите на тези препитания е да се изследват гейзерите от водни пари, които са наблюдавани на Европа с космическия телескоп „Хъбъл“, и евентуално да се прелети през тях. „Европа Клипер“ може да изпрати в гейзерите минисонди, за да вземат проби. Апаратът няма да каца на самия спътник, затова изследването на водните пари е най-добрият начин на този етап да научим повече за океана там. Ако мисията приключи успешно, по-късно може друг апарат да направи опит да кацне на Европа, да пробие ледената обвивка и да спусне подводница в океана.

Европа не е единственият спътник, който е обект на сериозни проучвания за наличието на органични вещества и микроорганизми. На повърхността на спътника на Сатурн Енцелад също са наблюдавани водни гейзери, което пак е признак, че под леда има океан.

Астрономите вече знаят, че най-важните сили, които движат еволюцията на тези спътници, са приливните сили. Ето защо е важно да се изследва колко мощни са те и как действат. Освен това приливните сили може да ни помогнат да разрешим една от най-старите загадки, свързани с газовите гиганти: как са се образували красивите пръстени на Сатурн. Астрономите очакват бъдещите междузвездни полети да покажат, че много от газовите гиганти в другите звездни системи също имат пръстени. Това ще помогне да се определи точно колко са мощни приливните сили и дали могат да разрушават цели спътници.

Пръстените на Сатурн, които са съставени от скални и ледени частици, са очаровали поколения творци и мечтатели със своята красота. В научната фантастика влизането в тези пръстени с космически кораб е важен изпит за всеки бъдещ пилот. Данните от нашите космически сонди показват, че всички газови гиганти имат пръстени, но най-големи и най-красиви са тези на Сатурн.

За тях съществуват много хипотези, но може би най-убедителната е свързана с приливните сили. Подобно на Юпитер, Сатурн има толкова силна гравитация, че може да придаде на спътниците си леко продълговата или елипсовидна форма. Колкото повече даден спътник се приближава към планетата, толкова повече се деформира. В един момент деформиращите спътника приливни сили се изравняват със собствената му гравитационна сила, която му пречи да се разпадне. Това е критичната точка. Ако спътникът се приближи още към Сатурн, ще бъде буквално взривен от гравитацията на планетата.

Въз основа на законите на Нютон астрономите могат да изчислят^[30] на какво разстояние от планетата се достига критичната точка — това се нарича границата на Рош. Ако разгледаме пръстените не само на Сатурн, но и на другите газови гиганти, ще видим, че те почти винаги са в границата на Рош за съответната планета. А всички спътници на газовите гиганти са извън тази граница. Този факт, макар да не е категорично доказателство, все пак подкрепя теорията, че пръстените на Сатурн са се образували от отломките на спътник, който се е приближил твърде много до планетата и се е взривил.

В бъдеще, когато бъдат достигнати планети в други звездни системи, може би ще се види, че тамошните газови гиганти също имат пръстени в границата на Рош. Изучаването на приливните сили, които могат да разрушат цели спътници, ще ни помогне да изчислим мощта на силите, действащи върху спътници като Европа.

Титан, един от спътниците на Сатурн, е друг възможен обект на бъдещи проучвания, макар че ако там се основат селища, те може би няма да са толкова многолюдни, колкото на Марс. Титан е вторият по големина естествен спътник в Слънчевата система след спътника на Юпитер Ганимед и е единственият, който има плътна атмосфера. За разлика от разредената атмосфера на други спътници, неговата е толкова гъста, че правените в миналото снимки са разочароващи. На тях се вижда само някакво подобие на мъхната топка за тенис без никакви повърхностни образувания.

Космическият апарат „Касини“, който обикаля в орбита около Сатурн до унищожаването си през 2017 г., разкрива какво всъщност представлява Титан. С помощта на радар апаратът прониква през облачната обвивка на спътника и картографира повърхността му. Той също така изпраща сондата „Хюйгенс“, която каца на Титан през 2005 г. и чрез радиовръзка предава първите снимки в близък план от повърхността му. Снимките загатват за наличието на сложна система от езера, ледени щитове и земни маси.

Данните от „Касини“ и „Хюйгенс“ дават на учените нова представа за това какво се крие под облачната обвивка на Титан. Атмосферата му, както и тази на Земята, е съставена главно от азот. Изненадващото е, че повърхността му е покрита с езера от етан и метан. Тъй като по принцип метанът може да се запали и от най-малката искра, бихме си помислили, че спътникът лесно може да избухне в пламъци. Но в атмосферата на Титан няма кислород, а и температурата е изключително ниска (-180 °C), така че не е възможно да се получи експлозия. Тези факти разкриват една примамлива перспектива: ако на Титан бъдат изпратени астронавти, те може би ще успеят да обработят част от леда, който е там, да отделят кислорода от водорода и после да свържат кислорода с метан, от което ще се получи почти неизчерпаем източник на използваема енергия — тя сигурно ще стигне за осветление и отопление на първите общности там.

Но въпреки че добивът на енергия може да не е проблем, благоустрояването на Титан изглежда невъзможно. Едва ли има начин на такова голямо разстояние от Слънцето да се предизвика самоподдържащ се парников ефект. Би било безсмислено да се доставя още метан, за да се създаде парников ефект, при положение че в атмосферата вече има големи количества от този газ.

Евентуалното колонизиране на Титан изглежда доста проблематично. От една страна, това е единственият спътник с несимволичен атмосферен слой, а атмосферното налягане е с 45% по-високо от това на Земята. Това е една от малкото известни ни космически дестинации, където събличането на скафандъра не би довело до бърза смърт. Астронавтите пак ще имат нужда от кислородна маска, но кръвта в тялото им няма да кипне и няма да бъдат смазани.

От друга страна, на Титан цари вечен студ и мрак. Там астронавтите биха получавали 0,1% от слънчевата светлина, която огрява Земята. Слънчевата енергия няма да е ефективен енергиен източник, затова цялото осветление и отопление ще зависи от генератори, които трябва да работят непрекъснато. Освен това повърхността на Титан е замръзнала, пък и за отглеждането на растения и животни са необходими значителни количества въглероден двуокис и кислород, каквито липсват в атмосферата там. Би било изключително трудно да се извършват селскостопански дейности, а културите ще трябва да се отглеждат на закрито или под повърхността. Храната ще е в ограничени количества и няма да стигне за много хора.

Комуникациите с родната планета също ще бъдат затруднени, защото радиосигналът между Титан и Земята ще пътува с часове. Гравитацията на Титан е едва около 15% от земната, затова живеещите там ще трябва да тренират непрекъснато, за да предотвратят загубата на мускулна и костна маса в организма си. Може би един ден няма да искат да се върнат на Земята, където биха били физически немощни. С течение на времето заселниците на Титан вероятно ще започнат да се чувстват емоционално и физически различни от хората на Земята и може да поискат да прекъснат социалните си контакти с тях.

С други думи, постоянното пребиваване на Титан може би е възможно, но ще бъде трудно и ще има много минуси. Едва ли ще се стигне до масово заселване. Но Титан би бил ценен като горивна база и като източник на ресурси. Там може да се добива метан; който да се транспортира до Марс и да се използва за по-бързо благоустрояване на планетата, или да послужи за формирането на неограничени запаси от ракетно гориво за пътувания в открития космос. Ледът на Титан може да се пречиства с цел добиването на питейна вода и кислород или да се обработва за получаването на още повече ракетно гориво. Слабата гравитация на спътника ще осигури сравнително лесно и ефективно излитане и кацане на космически кораби. Титан може да се превърне във важна „космическа бензиностанция“.

За да се изгради самозадоволяваща се колония на Титан, от повърхностния му слой би могло да се добиват ценни минерали и руди. Засега космическите ни сонди не са ни дали много информация за минералния строеж на спътника, но подобно на много астероиди, той вероятно крие в себе си ценни метали, които са много важни за евентуалната му роля като горивна и снабдителна база. Но сигурно би било непрактично да се превозва руда от Титан до Земята поради огромното разстояние и изключително високите разходи. Вместо това суровините може да се използват за изграждането на местна инфраструктура.

Отвъд газовите гиганти, в периферията на Слънчевата система^[31], е царството на кометите, чийто брой може би е от порядъка на трилиони. Тези комети могат да станат нашият мост към други звезди.

Разстоянията, които ни делят от звездите, изглеждат невъобразимо големи. Физикът Фрийман Дайсън от Принстън твърди, че ако искаме да ги достигнем, би било добре да се поучим от пътешествията на полинезийците отпреди хилядолетия.

Вместо да предприемат дълго еднократно пътуване през Тихия океан, което би било пагубно за тях, полинезийците минавали от остров на остров и така постепенно се разселвали из океана. Щом достигнели някой остров, създавали постоянно селище и продължавали към следващия. Според Фрийман Дайсън в открития космос също може да се създадат междинни колонии. Ключова роля в тази стратегия ще играят кометите, които заедно с планетите сираци (планети, изхвърлени от своите звездни системи) могат да послужат като острови по пътя на човечеството към звездите.

Кометите са били повод за догадки, митове и страхове в продължение на много хилядолетия. За разлика от метеорите, които преминават през нощното небе за броени секунди и изчезват, кометите може да останат дълго време пред погледа ни. В миналото се е смятало, че те вещаят гибел и дори влияят на съдбата на цели народи. През 1066 г. над Англия е забелязана комета и това е изтълкувано като знак, че армията на крал Харолд ще бъде победена от войската на нашественика Вилхелм Нормандски в битката при Хейстингс и така ще се положи началото на нова кралска династия. Тези събития са запечатани във великолепния гоблен от Байо, на който се вижда как селяни и войници наблюдават с ужас кометата.

Шест века по-късно, през 1682 г., същата комета отново прелита над Англия. Всички — и знатни, и незнатни — изпадат в захлас, а Исак Нютон се заема да разреши тази древна загадка. Наскоро Нютон е изобретил нов, по-мощен телескоп, който улавя звездната светлина с огледало. С този нов рефлекторен телескоп той документира траекториите на няколко комети и ги съпоставя със своите прогнози, направени въз основа на наскоро формулирания от него закон за всеобщото привличане. Оказва се, че движението на кометите напълно съвпада с прогнозите му.

Предвид потайния характер на Нютон това негово велико откритие е можело да потъне в забвение, ако не е бил богаташът астроном Едмънд Халей. Халей отива в Кеймбридж да се срещне с Нютон и с изумление разбира, че Нютон не само регистрира траекториите на кометите, но може и да предвиди бъдещото им движение — нещо, което никой друг не е правил. Едно от най-необяснимите явления в астрономията, което е занимавало въображението и умовете на представителите на различни цивилизации в продължение на хилядолетия, е сведено от Нютон до няколко математически формули.

Едмънд Халей веднага разбира, че става дума за епохално научно достижение. Той щедро предлага да покрие всички разноски по издаването на „Математически начала на натурфилософията“ — един от най-великите научни трудове на всички времена. В този свой шедьовър Нютон разкрива механиката на вселената. С помощта на математическия анализ (разработения от самия него математически формализъм) той определя точно движението на планетите и кометите в Слънчевата система. Оказва се, че някои комети се движат в елиптична орбита и затова би трябвало да се връщат там, откъдето са минали. С помощта на Нютоновите методи Едмънд Халей изчислява, че кометата, прелетяла над Лондон през 1682 г., ще се връща на всеки 76 години. Тя е правела същото и в миналото и Халей е можел да го докаже. Така той прави дръзката прогноза, че кометата ще се появи отново през 1758 г., много след смъртта му. И наистина, на Коледа в посочената година тя идва пак, с което се увековечава научният принос на Едмънд Халей.

Днес знаем, че кометите идват главно от две места. Едното е поясът на Кайпер — орбитална зона отвъд Нептун, която се намира в същата равнина, в която са и планетите. Кометите от пояса на Кайпер, между които е и Халеевата комета, обикалят в елипсовидни орбити около Слънцето. Наричат се късопериодични комети, защото орбиталният им период (времето, за което извършват една обиколка около Слънцето) се измерва в десетилетия или векове. Понеже орбиталният им период е известен или може да се изчисли, те са предсказуеми и затова се знае, че не са особено опасни.

Много по-отдалечен е облакът на Оорт — кометна сфера, която обгръща цялата Слънчева система. Много от кометите в облака на Оорт се намират толкова далеч от Слънцето (на разстояние до няколко светлинни години), че обикновено са неподвижни. Само от време на време някоя от тях се стрелва към вътрешността на Слънчевата система под въздействието на минаваща звезда или след случаен сблъсък. Тези комети се наричат дългопериодични, защото орбиталният им период се измерва в десетки хиляди или дори стотици хиляди години, ако изобщо някога се връщат. Движението им е почти невъзможно да се прогнозира и затова са потенциално по-опасни за Земята, отколкото късопериодичните комети.

Всяка година се правят все нови и нови открития относно пояса на Кайпер и облака на Оорт. През 2016 г. е съобщено, че дълбоко в пояса на Кайпер вероятно съществува девета планета приблизително с размерите на Нептун. Този обект е идентифициран не чрез пряко наблюдение с телескоп, а чрез компютърни изчисления по формулите на Нютон. Макар че съществуването на обекта още не е потвърдено, много астрономи считат, че данните са доста убедителни, а и това не е първият подобен случай. През XIX в. например става ясно, че планетата Уран не се движи точно както би следвало според законите на Нютон. Излиза, че или Нютон греши, или някакво далечно небесно тяло влияе на Уран. Учените изчисляват местоположението на тази хипотетична планета и после я откриват реално само след няколко часа наблюдение, което става през 1846 г. Кръщават я Нептун. (В един друг случай астрономите забелязват, че Меркурий също се отклонява от предполагаемата си орбита. Те изказват хипотезата, че в обсега на орбитата му съществува друга планета, която наричат Вулкан. Но въпреки продължителните усилия такава планета не е открита. Като изхожда от разбирането, че Нютоновите закони може да не са съвършени, Алберт Айнщайн доказва, че особеностите на орбитата на Меркурий се дължат на съвсем друга причина: изкривяването на времепространството в съответствие с теорията на относителността.) В днешно време, пак въз основа на тези закони, високоскоростните компютри успяват да установят съществуването на все повече обекти в пояса на Кайпер и в облака на Оорт.

Астрономите предполагат, че облакът на Оорт може би се простира на разстояние до три светлинни години от Слънчевата система. Това е повече от половината разстояние до най-близките звезди, а именно тризвездната система Алфа Центавър, която се намира на малко над четири светлинни години от Земята. Ако допуснем, че около Алфа Центавър също има кометна сфера, това би означавало, че целият път от Земята до тази звездна система е осеян с комети. В такъв случай би могло да се изгради верига от горивни бази, аванпостове и междинни станции и така да се оформи междузвездна магистрала. Вместо да се предприеме един дълъг „скок“ до Алфа Центавър, разстоянието може да се измине на малки „подскоци“ от комета на комета. Така ще се получи космически вариант на легендарния път 66 в САЩ.

Създаването на подобна магистрала от комети не е чак толкова нереалистично, колкото може би изглежда. Астрономите вече разполагат с доста информация за размерите, състава и строежа на кометите. При преминаването на Халеевата комета покрай Слънцето през 1986 г. към нея е изпратена цяла флотилия от космически сонди, които я фотографират и анализират. На снимките се вижда малко ядро с формата на фъстъчена черупка, дълго около 15 км (един ден „фъстъкът“ ще се прекърши и Халеевата комета ще се раздели на две). Освен това учените са изпращали космически сонди през опашките на комети, а космическият апарат „Розета“ успява да изпрати сонда, която каца на една от кометите. Анализите показват, че някои от тях имат твърдо ядро от скална маса и/или лед, което би могло да издържи тежестта на автоматична станция.

Един ден може да бъдат изпратени роботи до облака на Оорт, за да кацнат на някоя от кометите и да извършат сондажи. Така ще добият от ядрото й минерали и метали, с които може да се изгради космическа станция, както и лед, който ще се разтопи и обработи до получаването на питейна вода, ракетно гориво и кислород за астронавти.

Какво ще постигне човечеството, ако успее да излезе извън пределите на Слънчевата система? Представите ни за вселената в момента претърпяват още една качествена промяна. Непрекъснато откриваме подобни на Земята планети в други звездни системи — планети, на които е възможно да има живот. Ще могат ли хората да ги достигнат някога? Ще могат ли да построят звездолети, с които да проникнат в дълбините на вселената? Как?

Във филма „Пасажери“ свръхмодерният звездолет „Авалон“, задвижван е огромни термоядрени двигатели, е на път към колонията Втори дом, която се намира на далечна планета. Заселниците са били привлечени от въздействащи реклами. Земята е стара, изчерпана, пренаселена и мръсна. Защо да не поставят ново начало в един друг, интересен свят?

Полетът трае 120 години и през това време пасажерите са в състояние на анабиоза, при което замразените им тела се намират в специални камери. Когато „Авалон“ стигне до местоназначението си, всичките 5000 пътници ще бъдат автоматически съживени. Ще се почувстват ободрени и готови да изградят своя нов живот на новото място.

Но по време на полета метеорна буря пробива корпуса на звездолета и поврежда термоядрените двигатели, което предизвиква редица технически проблеми. Един от пътниците се съживява преждевременно, а до края на полета остават 90 години. Той започва да се чувства самотен и потиснат при мисълта, че ще умре много преди корабът да пристигне. Самотата му става непоносима и той решава да събуди красива спътница. Естествено, двамата се влюбват. Но когато тя разбира, че мъжът нарочно я е съживил почти век предварително и двамата ще умрат в междупланетното чистилище, у нея се надига гняв.

С филми от рода на „Пасажери“ Холивуд напоследък се опитва да придаде малко реализъм на научната фантастика. Полетът с „Авалон“ протича по старомодния начин, без да се превишава скоростта на светлината. Но ако попитаме някое дете какво знае за звездолетите, то веднага ще се сети за кораби като „Ентърпрайз“ от сериала „Стар Трек“ или „Милениум Фалкън“ от „Междузвездни войни“, които прекосяват галактиката със свръхсветлинна скорост и може би дори минават през времепространствени пролуки и летят през хиперпространството.

Реално погледнато, първите звездолети може би ще бъдат непилотирани и няма да приличат на огромните лъскави кораби от филмите. Възможно е да са не по-големи от пощенска марка. През 2016 г. колегата ми Стивън Хокинг, за всеобща изненада, дава подкрепата си за проекта „Пробив към звездите“ (Breakthrough Starshot), чиято цел е създаването на „нанокораби“ — космически платноходи с монтиран на тях сложен чип и задвижвани чрез огромна и мощна наземна лазерна система. Чипът ще бъде с размерите на човешки палец, ще тежи по-малко от 30 грама и ще съдържа милиарди транзистори. Един от най-обещаващите аспекти на това начинание е, че то може да се реализира с помощта на вече съществуващи технологии и не е нужно да се чака един или два века. Според Стивън Хокинг разработката на нанокорабите ще струва 10 милиарда долара и може да се извърши в рамките на едно поколение, а благодарение на лазерна система с мощност 100 милиарда вата тези кораби ще се движат с една пета от скоростта на светлината, което ще им позволи да достигнат най-близката до нас звездна система Алфа Центавър за 20 години. За сравнение, всяка мисия с космическа совалка навремето е струвала почти 1 милиард долара, въпреки че полетите протичат само в околоземна орбита.

Това, което могат да направят нанокорабите, не може да се постигне с ракета с химически двигател. Ракетната формула на Циолковски показва, че конвенционална ракета от типа на „Сатурн“ не може да достигне най-близката до Слънчевата система звезда, защото за да се повиши скоростта, ще е нужно прогресивно увеличаване на количеството гориво, а ракетата не може да носи достатъчно гориво за толкова дълъг полет. Дори ако допуснем, че подобен полет е възможен, той би продължил около 70 000 години.

Ракетите с химически двигател хабят много гориво заради теглото на самото гориво, което трябва да се изведе в космоса заедно с ракетата, докато нанокорабите ще получават пасивно енергия от външни наземни лазери, така че няма да се хаби излишно гориво — цялото му количество ще отива за задвижването на кораба. И понеже нанокорабът няма да се нуждае от собствена двигателна енергия, в него няма да има движещи се части. Това значително ще намали вероятността от механични повреди. Освен това липсата на запалими вещества ще елиминира риска от взрив при изстрелването или в космоса.

Съвременните компютърни технологии позволяват в един чип да се побере цяла научна лаборатория. Нанокорабите ще бъдат снабдени с камери, датчици, химически комплекти и соларни клетки и всичко това ще служи за извършване на подробни анализи на далечни планети и изпращане на радиоинформация към Земята. След като компютърните чипове вече толкова много са поевтинели, към звездите може да се изпращат хиляди нанокораби с надеждата, че някои от тях ще оцелеят; въпреки опасностите по време на полета. (Тази стратегия наподобява процесите в природата, където растенията разпръскват хиляди семенца с помощта на вятъра, за да има по-голям шанс някои от тях да покълнат.)

Ако един нанокораб прелети покрай системата Алфа Центавър със скорост равна на 20% от скоростта на светлината, той ще разполага само с няколко часа, за да изпълни мисията си. В рамките на този период той ще търси подобни на Земята планети и бързо ще ги фотографира и анализира, за да определи особеностите на тяхната повърхност, температурата и атмосферния състав, като по-специално ще следи за наличието на вода или кислород. Освен това ще изследва звездната система за възможни радиосигнали, които биха били признак за съществуването на извънземен разум.

Основателят на „Фейсбук“ Марк Зукърбърг публично декларира подкрепата си за проекта „Пробив към звездите“, а руският инвеститор и бивш физик Юрий Милнер лично е предоставил 100 мидиона долара. Нанокорабите вече са много повече от идея. Но за да се осъществи проектът изцяло, трябва да се преодолеят няколко пречки.

За да се изпрати флотилия от нанокораби до Алфа Центавър, е необходима система за генериране на лазерни лъчи с обща мощност поне 100 GW и тези лъчи трябва да се насочат към парашутите на нанокорабите за около 2 минути. Светлинното налягане от лазерните лъчи ще изстреля корабите в космоса. Лъчите трябва да се насочат с изключителна прецизност, за да се гарантира, че нанокорабите ще достигнат целта си. Дори най-малкото отклонение от правилната траектория би поставило мисията под въпрос.

Основната пречка не е свързана с научната страна на проекта, която в общи линии вече е разработена, а с финансирането, въпреки че начинанието е подкрепено от няколко известни учени и предприемачи.

Изграждането на един ядрен реактор струва няколко милиарда долара, но той може да генерира само 1 GW (един милиард вата) енергия. Осигуряването на държавно и частно финансиране за достатъчно мощна и прецизна лазерна система представлява изключително сериозен проблем.

Преди да започнат полетите до далечни звезди, учените може да решат да изпратят нанокораби до по-близки дестинации в рамките на Слънчевата система, за да изпробват технологията. Полетът до Луната ще трае само 5 секунди, до Марс — около час и половина, а до Плутон — няколко дни. Експедициите до най-далечните планети в Слънчевата система няма да отнемат 10 години; нанокорабите ще предоставят нова информация за тях само за броени дни и така процесите ще може да се следят почти в реално време.

На по-късен етап^[41] би могло да се помисли за създаването на батарея от лазерни оръдия на Луната. При преминаване на лазерен лъч през земната атмосфера се губят около 60% от енергията му. Този проблем може да се реши чрез изграждането на лазерна база на Луната, където също така ще се осигури голямо количество евтина електрическа енергия от соларни панели. Спомнете си, че лунният ден е равен на около 30 земни дни — това ще рече, че слънчевата енергия ще може ефективно да се улавя и съхранява в акумулатори. Подобна система би спестила милиарди долари, защото за разлика от атомната енергия, слънчевата е безплатна.

До началото на XXII в. би трябвало да е напълно развита технологията за самовъзпроизвеждащите се роботи и в такъв случай изграждането на соларни системи и лазерни батареи на Луната, Марс и по-далече ще може да бъде поверено на машините. Отначало би могло да се изпрати екип от роботи, някои от които ще добиват ресурси от реголита, а други ще построят фабрика. После ще има и такива, които ще контролират сортирането, стриването и топенето на суровините във фабриката с цел извличането на различни метали. Пречистените метали може да послужат за изграждането на лазерни инсталации, както и за производството на нови самовъзпроизвеждащи се роботи.

С течение на времето може да се създаде мрежа от подобни станции из цялата Слънчева система, от Луната чак до облака на Оорт. Тъй като са пръснати приблизително до средата на пътя до Алфа Центавър и са предимно неподвижни, кометите в облака на Оорт може да се окажат идеални за разполагането на лазерни системи, които да дават допълнителен тласък на нанокорабите по пътя им към най-близката звездна система. Когато даден нанокораб премине покрай такава станция, лазерите в станцията ще се задействат автоматично и ще тласнат допълнително кораба към звездите.

Тези далечни аванпостове може да бъдат построени от самовъзпроизвеждащи се роботи, които вместо слънчева светлина ще използват термоядрен синтез като основен източник на енергия.

Нанокорабите с лазерно задвижване^[42] са само един от многото видове звездолети в категорията на така наречените светлинни платноходи. Подобно на морските платноходни кораби, които улавят силата на вятъра, светлинните платноходи използват светлинното налягане от Слънцето или от лазери. Всъщност много от математическите формули, на които се базира морската платноходна навигация, важат и за космическите светлинни платноходи.

Светлината е съставена от частици, наречени фотони, и когато фотоните се сблъскат с даден предмет, те упражняват върху него съвсем слаб натиск. Именно защото светлинното налягане е толкова слабо, учените дълго време не са знаели, че то съществува. Йохан Кеплер пръв се досеща за това, след като си дава сметка за необичайния факт, че опашките на кометите винаги сочат в посока на отдалечаване от Слънцето. Той стига до правилния извод, че опашката се образува от налягането от слънчевата светлина, която отвява от кометата прах и ледени кристали надалече от Слънцето.

В пророческия си роман „От Земята до Луната“ Жул Верн предугажда изобретяването на светлинния платноход, като казва: „В бъдеще ще има много по-високи скорости,^[43] чийто източник вероятно ще бъде светлината или електричеството… един ден ще можем да летим до Луната, планетите и звездите“.

Константин Циолковски развива концепцията за соларните платноходи — космически кораби, които използват светлинното налягане от Слънцето. Но тяхната история протича на приливи и отливи. Соларните платноходи не са приоритет на НАСА. Както апаратът „Космос 1“ на Планетарното дружество на САЩ, така и „НаноСейл-Д“ на НАСА претърпяват инциденти при изстрелването си съответно през 2005 и 2008 г. По-късно НАСА създава апарата „НаноСейл-Д2“, който влиза в ниска околоземна орбита през 2010 г. Единственият успешен опит за извеждане на соларен платноход извън околоземна орбита е извършен от японците през 2010 г. Става дума за апарата „ИКАРОС“, чието платно е с размери 14 х 14 м и използва светлинното налягане от Слънцето. След 6 месеца „ИКАРОС“ достига Венера и по този начин доказва, че идеята за соларните платноходи е осъществима.

Тази идея продължава да набира популярност, въпреки че успехите се редуват с неуспехи. Европейската космическа агенция предвижда изстрелването на соларния платноход „Госъмър“, чиято задача ще бъде да разчисти част от хилядите късове космически боклук, замърсяващи района около Земята.

Наскоро интервюирах учения от НАСА Джефри Ландис, който е възпитаник на Масачузетския технологичен институт и в момента работи върху програмата за Марс и върху светлинните платноходи. Както той, така и съпругата му Мери Тързило са известни писатели фантасти. Попитах Ландис как успява да съчетае тези два толкова различни свята — света на строгата наука и сложните формули и този на космическите фантазии и вярата в НЛО. Той отвърна, че обожава научната фантастика, защото тя му дава възможност да размишлява за далечното бъдеще. А физиката му поддържа връзката с действителността.

Джефри Ландис се е специализирал в областта на светлинните платноходи. Той предлага да бъде конструиран звездолет за полет до системата Алфа Центавър, който да има супертънко светлинно платно от диамантоподобен материал, широко няколкостотин километра. Това ще бъде гигантски кораб с тегло 1 милион тона и за неговото построяване и използване ще са необходими ресурси от цялата Слънчева система, включително енергия от лазерни устройства, разположени в близост до Меркурий. За да може да спре при пристигането си, корабът ще бъде оборудван с огромен магнитен парашут, а магнитното поле за парашута ще бъде създадено чрез метален обръч с диаметър 100 км. През обръча ще минават водородни атоми от космическото пространство, които ще създават триене и така скоростта на светлинния платноход постепенно ще намалява в продължение на няколко десетилетия. Полетът до Алфа Центавър и обратно ще продължи общо 2 века, затова екипажът ще трябва да претърпи многократна смяна на поколенията. Макар че построяването на такъв звездолет е физически възможно, разходите ще бъдат много големи, а и Джефри Ландис признава, че изграждането и тестването му може да отнемат между 50 и 100 години. Междувременно Ландис помага за създаването на лазерните платноходи по проекта „Пробив към звездите“.

ЙОННИ ДВИГАТЕЛИ

Освен лазерното задвижване и соларните платна има още редица потенциални способи за задвижване на звездолети. За да можем да ги сравним, е добре да използваме понятието „специфичен импулс“ — това е тягата на ракетния двигател, умножена по времето на работата му. (Специфичният импулс се измерва в секунди.) Колкото по-дълго работят двигателите на дадена ракета, толкова по-голям е специфичният импулс, а оттук може да се изчисли крайната скорост.

В списъка по-долу е посочен специфичният импулс на различни видове ракетни двигатели. Някои видове не са включени тук — например лазерните ракети, Соларните платноходи и правопоточните термоядрени двигатели, чийто специфичен импулс по принцип е безкрайна величина, защото те могат да работят неограничено.

Обърнете внимание, че химическите двигатели, които работят само няколко минути, имат най-малък специфичен импулс. След тях се нарежда йонният двигател, който може да се използва при експедиции до близки планети. Йонният двигател работи с газ, например ксенон, от чиито атоми се отстраняват електрони и така се образуват йони (частици с електрически заряд), след което йоните се ускоряват с помощта на електрическо поле. Устройството на йонния двигател донякъде напомня на телевизионен монитор, в който поток от електрони се насочва чрез електрически и магнитни полета.

Йонният двигател има изключително слаба тяга (често от порядъка на няколко десетки или стотици грама), така че ако включите такъв двигател в лабораторни условия, все едно нищо не се е случило. В космоса обаче ракетите с подобни двигатели ще могат постепенно да достигат скорости, надвишаващи тези на ракетите с химически двигатели. Разликата между йонния и химическия двигател е като разликата между костенурката и заека. Въпреки че заекът бяга много бързо, той може да поддържа това темпо само няколко минути, след което умората надделява. Костенурката е бавна, но може да върви с дни, затова на дълги разстояния тя е победителят. По същия начин йонният двигател може да работи непрекъснато с години, затова има значително по-голям специфичен импулс от химическите двигатели.

Мощността на йонния двигател може да се повиши, ако йонизацията на газа се извършва с помощта на микровълни или радиовълни, след което получените йони се ускоряват чрез магнитни полета. Това се нарича плазмен двигател и той теоретически би могъл да намали времетраенето на полета до Марс от девет месеца на по-малко от 40 дни, както твърдят привържениците на тази технология, но плазменият двигател все още е в процес на разработване. (Една от спънките при този вид двигател е голямото количество електричество, което е необходимо за образуването на плазмата — за междупланетна мисия би бил нужен цял ядрен реактор.)

НАСА от десетилетия разработва и конструира йонни двигатели. Например ракетата „Дийп Спейс Транспорт“, с която нашите астронавти може да се отправят към Марс през 30-те години, ще бъде с йонно задвижване. Към края на века йонните двигатели вероятно ще залегнат в основата на междупланетните мисии. Въпреки че химическите двигатели може да останат най-добрият вариант от гледна точка на времетраенето на мисиите, йонните двигатели ще бъдат сигурна и надеждна алтернатива в случаите, когато времето не е най-важното нещо.

След йонния двигател в списъка се нареждат задвижващи системи от по-хипотетично естество. По-долу ще разгледаме всяка от тях.

ЗВЕЗДОЛЕТИТЕ ПРЕЗ СЛЕДВАЩИТЕ 100 ГОДИНИ

През 2011 г. ДАРПА и НАСА финансират симпозиума „Звездолетите през следващите 100 години“. Събитието предизвиква голям интерес. Целта е не да се построят звездолети през следващите 100 години, а да се съберат на едно място водещи учени, които да очертаят реалните стъпки към осъществяването на междузвездни полети. Симпозиумът е организиран от членове на неформалното обединение „Старата гвардия“, което включва възрастни физици и инженери (много от които вече са над 70 години), желаещи да помогнат със своите знания на човечеството по пътя му към звездите. Това са хора, които със своя ентусиазъм са поддържали пламъка в продължение на десетилетия.

Джефри Ландис е един от членовете на „Старата гвардия“. Сред тях има и една интересна двойка близнаци, Джеймс и Грегъри Бенфорд, които са не само физици, но и писатели фантасти. В разговор с мен Джеймс сподели, че интересът му към звездолетите се зародил още в детските му години, когато четял всякаква научна фантастика, каквато намерел, но най-вече класическата поредица „Космически кадет“ на Робърт Хайнлайн. По онова време той разбира, че ако двамата с брат му наистина имат сериозен интерес към космоса, трябва да учат физика. И то задълбочено. Затова и двамата записват докторантура по физика. В момента Джеймс е президент на „Майкроуейв Сайънсис“ и от десетилетия работи върху микровълновите системи с висока мощност. Грегъри е професор по физика в Калифорнийския университет в Ървайн, а в другото си амплоа е спечелил ценната награда „Небюла“ с един от романите си.

След симпозиума „Звездолетите през следващите 100 години“ Джеймс и Грегъри пишат книгата „Векът на звездолетите: Най-великата цел“, която съдържа много от представените по време на събитието идеи. Джеймс, който е специалист по микровълнова радиация, смята, че светлинните платноходи предоставят най-добрата възможност за полети извън Слънчевата система. Той обаче знае, че от много години се правят и други теоретични разработки, които почиват на солидна научна основа и някой ден може наистина да се реализират, въпреки огромните разходи.

ЯДРЕНИ ДВИГАТЕЛИ

Някои от тези алтернативни концепции датират от 50-те години на XX в., когато човечеството живее в страх от ядрена война, но неколцина учени работят върху използването на ядрената енергия за мирни цели. Те обмислят всевъзможни идеи, включително оформянето на акваторията на пристанища с помощта на ядрени взривове.

Повечето от тези предложения са отхвърлени поради опасността от радиация и разрушения в резултат на ядрените взривове. Но една интересна инициатива, която не слиза от дневния ред на научната общност, е проектът „Орион“, който е свързан с използването на атомни бомби като енергиен източник за звездолети.

Основната идея е проста: да се изработят малки атомни бомби, които ще могат да се изстрелват една по една от задния край на звездолет. При взривяването на всяка бомба ще се образува ударна вълна, която ще тласка кораба напред. Благодарение на поредицата взривове корабът би могъл почти да достигне скоростта на светлината.

Идеята е развита от ядрения физик Тед Тейлър^[44] и от Фрийман Дайсън. Тейлър е известен с изобретяването на широка гама от атомни бомби — от най-мощната взривявана някога бомба, базирана само на ядрено делене (без термоядрени реакции), която е близо 25 пъти по-мощна от бомбата над Хирошима, до портативното оръдие „Дейви Крокет“, чиито ядрени снаряди са 1000 пъти по-слаби от бомбата над Хирошима. Но Тейлър копнее да намери мирно приложение на обширните си познания за ядрените експлозиви. Ето защо той с готовност се включва в проекта „Орион“.

Най-голямото предизвикателство в рамките на този проект е как да се контролира поредицата взривове, за да може звездолетът хем да използва ударната вълна, хем да не се разруши. Проектират се различни модели за различни скорости. Най-големият е с диаметър 400 м и тегло 8 милиона тона и се задвижва с 1080 бомби. На теория корабът може да развие скорост равна на 10% от скоростта на светлината и да достигне звездната система Алфа Центавър за 40 години. Въпреки огромните му размери изчисленията показват, че нещата могат да се получат.

Но някои анализатори поставят идеята под съмнение, като изтъкват, че звездолетите с такъв импулсен ядрен двигател ще предизвикат радиоактивно замърсяване. Тед Тейлър им опонира, че радиоактивно замърсяване се получава, когато земна маса и металният корпус на бомбата станат радиоактивни след взрива, а това може да се избегне, ако двигателят на звездолета работи само в космическото пространство. Но Договорът за забрана на ядрените опити от 1963 г. създава пречка за подобни експерименти, включително и с малки атомни бомби. В крайна сметка проектът „Орион“ остава като любопитен епизод, за който се разказва само в старите книги.

НЕДОСТАТЪЦИ НА ЯДРЕНИТЕ ДВИГАТЕЛИ

Друга причина за отпадането на проекта е, че самият Тед Тейлър губи интерес към него. Веднъж го попитах защо е оттеглил подкрепата си за това начинание, при положение че то явно е било добра възможност за него да реализира таланта си. Той ми обясни, че звездолетът „Орион“ би представлявал вид атомна бомба. Въпреки че почти цял живот е проектирал уранови атомни бомби, той смята, че един ден корабът „Орион“ би могъл да използва и мощни, специално проектирани водородни бомби.

Водородните (термоядрените) бомби, които отделят най-много енергия от всички видове взривни устройства, досега са преминали през три етапа на разработка. Първите водородни бомби от 50-те години на XX в. имали гигантски размери и се транспортирали с големи кораби. Те биха били практически безполезни по време на ядрена война. Бомбите от второ поколение са малките портативни РБГ-ИН (разделящи се бойни глави с части за индивидуално насочване — англ.: MIRV), които са гръбнакът на ядрения арсенал на САЩ и Русия. Десет такива бойни глави могат да се поберат в носовата част на междуконтинентална балистична ракета.

Бомбите от трето поколение, наричани още „дизайнерски бомби“, засега съществуват само на теория. Те ще могат лесно да се укриват и ще се предлагат в различни разновидности в зависимост от вида на бойното поле — например пустиня, гора, арктически район или космоса. Тед Тейлър ми каза, че се е разочаровал от проекта и се бои, че бомбите може да бъдат използвани от терористи. За Тейлър ще е истински кошмар, ако създадените от него бомби попаднат в лоши ръце и разрушат някой американски град. Той съзнава иронията на тази коренна промяна в позицията си. Преди е бил един от учените, които съзнателно биха допринесли за ядреното унищожение на град като Москва. Но когато става ясно, че оръжията от трето поколение могат да застрашат американските градове, той изведнъж решава да се противопостави на разработването на модерни ядрени оръжия.

Джеймс Бенфорд ме информира, че макар импулсният ядрен двигател на Тейлър да е само проект, американската държава всъщност е произвела цяла серия ракети с ядрен двигател. Вместо да се задвижват с малки атомни бомби, те използват старомоден уранов реактор за генериране на необходимата топлина. (Реакторът подгрява течност, например течен водород, до висока температура, след което течността се изстрелва през дюза и така създава тяга.) Изработени са няколко версии, които са тествани в пустинята. Въпросните реактори са били високорадиоактивни и е съществувал постоянен риск от прегряване на ядреното гориво по време на изстрелването, което би било катастрофално. Поради най-различни технически проблеми и силните антиядрени настроения в обществото изпитанията с тези ракети са прекратени.

ТЕРМОЯДРЕНИ ДВИГАТЕЛИ

Плановете за използване на атомни бомби за задвижване на звездолети са изоставени през 60-те години на XX в., но скоро след това се появява друга възможност. През 1978 г. Британското междупланетно дружество поставя началото на проекта „Дедал“. Целта е вместо уранови бомби, действащи на принципа на ядреното делене, да се използват малки водородни (термоядрени) бомби, каквито Тед Тейлър не е разработвал, макар че е бил свидетел на появата им. (Малките водородни бомби по проекта „Дедал“ всъщност са бомби от второ поколение, а не от крайно опасното според Тейлър трето поколение.)

Има няколко начина за извличане на енергия от термоядрен синтез за мирни цели.^[45] Един от тях е методът на магнитното задържане, при който газообразен водород се поставя в голямо магнитно поле с формата на геврек и се нагрява до милиони градуси. Тогава ядрата на водородните атоми започват да се блъскат едно в друго и от тях се синтезират ядра на хелий, при което се отделя взривна ядрена енергия. Термоядреният реактор служи за загряване на течност, която после се изстрелва през дюза и така се задвижва ракетата.

Най-добрият в момента термоядрен реактор, действащ на принципа на магнитното задържане, е Международният експериментален термоядрен реактор (МЕТР; англ.: ITER) в Южна Франция. Това е огромна машина, 10 пъти по-голяма от втората по големина такава. Тежи 5110 тона, висока е 11 м и има диаметър 20 м, а изграждането й досега струва над 14 милиарда долара. Очаква се до 2035 г. с този реактор да бъде осъществен термоядрен синтез, а мощността му ще достигне 500 MW топлинна енергия (за сравнение, един стандартен уранов ядрен реактор има мощност 1000 MW електрическа енергия). Надеждите са, че това ще е първият термоядрен реактор, който ще произвежда повече енергия, отколкото консумира. Въпреки забавянията и преразхода на средства физиците твърдят, че реакторът МЕТР ще твори история. Скоро ще разберем дали е така.

Нобеловият лауреат Пиер-Жил дьо Жен посочва: „Казваме, че ще вкараме Слънцето в кутия. Идеята е хубава. Проблемът е, че не знаем как да направим кутията“.

Друг вариант на ракетния двигател по проекта „Дедал“ е лазерният термоядрен двигател, при който гранула от богат на водород материал се компресира чрез мощни лазерни лъчи. Този процес се нарича инерционно задържане. Той се използва например в Националния център по термоядрено възпламеняване (НЦТВ) към Националната лаборатория „Лорънс Ливърмор“ в Калифорния. Лазерната батарея в този център, състояща се от 192 гигантски лъча, които минават по тръби с дължина 1500 м, е най-голямата на света. Когато се концентрират върху малка гранула литиев деутерид, който е богат на водород, лазерните лъчи обгарят повърхността на гранулата и предизвикват миниексплозия, при което гранулата се разпада, а температурата й се повишава до 100 милиона градуса по Целзий. Това предизвиква термоядрен синтез, при който се отделя 500 трилиона вата енергия в рамките на няколко трилионни от секундата.

Веднъж наблюдавах демонстрация в НЦТВ във връзка с едно телевизионно предаване по „Дискавъри Сайънс“, на което бях водещ. Посетителите на центъра първо минават през серия проверки с оглед на националната сигурност, защото Националната лаборатория „Лорънс Ливърмор“ е мястото, където се проектира ядреният арсенал на САЩ. Когато най-накрая ме пуснаха, бях поразен. Основната камера, в която се концентрират лазерните лъчи, е висока колкото пететажна сграда.

В един от вариантите на проекта „Дедал“ се използва процес, подобен на лазерния термоядрен синтез. При него богатата на водород гранула се нагрява не с лазерни лъчи, а с мощна система от електронни лъчи. Предполага се, че ако се взривяват по 250 гранули в секунда, с получената енергия един звездолет би могъл да развие много висока скорост, макар че тя ще бъде малък процент от скоростта на светлината. В този случай термоядреният двигател трябва да бъде с огромни размери. Една от версиите на ракетата „Дедал“ би тежала 54 000 тона и би била дълга 190 метра, а максималната скорост на полета се изчислява на 12% от скоростта на светлината. Такова гигантско съоръжение сигурно ще трябва да се строи в космоса.

Термоядреният ракетен двигател е концептуално издържан,^[46] но досега никой не е виждал реално колко голяма е задвижващата сила на термоядрената енергия. Освен това грамадните размери и сложното устройство на тези хипотетични двигатели поставят под съмнение изпълнимостта на подобни проекти, поне до края на нашия век. Все пак, наред със светлинните платноходи, ракетите с термоядрен двигател са най-перспективни.

ДВИГАТЕЛИ С АНТИМАТЕРИЯ

Технологиите от петата вълна (които включват двигателите с антиматерия, светлинните платноходи, термоядрените двигатели и нанокорабите) могат да разкрият вълнуващи нови хоризонти в областта на звездолетостроенето. Захранваните с антиматерия двигатели, като тези от „Стар Трек“, може да станат реалност. Те ще използват най-мощния енергиен източник във вселената:^[47] директното преобразуване на материята в енергия в резултат на сблъсъка между материя и антиматерия.

„Антиматерия“ е обратното на „материя“, тоест материя с противоположен заряд. Антиелектронът има положителен заряд, а антипротонът има отрицателен заряд. (Когато бях в гимназията, се опитах да изследвам антиматерията: в Уилсънова камера поставих капсула с натрий-22, който излъчва антиелектрони, и фотографирах красивите следи от антиматерията. По-късно конструирах бетатрон — ускорител на електрони, с капацитет 2,3 милиона електронволта, с надеждата да анализирам свойствата на антиматерията.)

При сблъсъка между материя и антиматерия двете се унищожават взаимно и се получава чиста енергия, тоест това е реакция със 100% ефективност от гледна точка на отделената енергия. За сравнение, ядрените оръжия имат само 1% ефективност; повечето енергия от една водородна бомба се пропилява.

Не би било сложно да се проектира ракетен двигател, който работи с антиматерия. Горивото (антиматерията) ще се съхранява в обезопасени контейнери и ще се подава равномерно към специална камера. Там ще се свързва с обикновена материя, предизвиквайки експлозия от гамалъчи и рентгенови лъчи. Получената енергия ще се изстрелва през отвор и така ще поражда тяга.

Според Джеймс Бенфорд двигателите с антиматерия са предпочитани от любителите на научната фантастика, но направата им се възпрепятства от сериозни проблеми. Един от тях е, че антиматерията се среща в природата в сравнително малки количества, а за двигателите ще трябва да се произвежда много такова гориво. Първият атом антиводород, съставен от антиелектрон и антипротон, е произведен през 1995 г. от Европейската организация за ядрени изследвания (ЦЕРН) в Женева. Сноп от обикновени протони бил насочен през мишена, съставена от обикновена материя. В резултат на сблъсъка се образували няколко антипротона. Протоните и антипротоните били разделени с помощта на мощни магнитни полета и били отведени в две различни посоки. След това антипротоните били забавени и вкарани в магнитен капан, където се свързали с антиелектрони и образували антиводород. През 2016 г. физиците от ЦЕРН изследвали антиелектроните на антиводорода. Установено било пълно съответствие между енергийните нива на антиводорода и обикновения водород, което е съвсем логично.

От организацията посочват: „Ако съберем цялата антиматерия, която някога е произвеждана в ЦЕРН, и я унищожим чрез сблъсък с материя, получената енергия ще стигне колкото да се захрани една електрическа крушка за няколко минути“. За космическите ракети е нужно много повече. Освен това антиматерията е най-скъпоструващата форма на материята. На днешните цени един грам би струвал около 70 трилиона долара. В момента антиматерия може да се произвежда само с ускорител на частици, и то в много малки количества, а изработката и използването на такива устройства излиза изключително скъпо. Големият адронен колайдер на ЦЕРН е най-мощният ускорител на частици в света, чието изграждане струва над 10 милиарда долара, но той може да създаде само много тънък лъч антиматерия. Ако трябва по този начин да се добие гориво за звездолет, това би разорило дори САЩ.

Днешните гигантски ускорители на частици са многофункционални машини, които обаче служат само за изследователски цели и производството на антиматерия с тях е крайно неефективно. Проблемът би могъл да се реши отчасти с построяването на специални фабрики за антиматерия. В такъв случай, според Харолд Гериш от НАСА, цената й може да падне до 5 милиарда долара за грам.

Съхранението на антиматерия също представлява трудност и струва скъпо. Ако сложим антиматерия в бутилка, тя рано или късно ще влезе в съприкосновение със стените на бутилката и ще я унищожи. Налага се да бъдат използвани Пенингови капани. Пенинговият капан е устройство, което държи антиматериалните атоми в суспензивно състояние с помощта на магнитно поле и така те не могат да влязат в досег със съда.

В научната фантастика проблемите с разходите и съхранението понякога се решават от само себе си с откриването на „антиастероид“, от който може да се добива евтина антиматерия. Но този хипотетичен сценарий повдига един сложен въпрос: откъде всъщност произхожда антиматерията?

Накъдето и да погледнем из космоса с нашите прибори, виждаме материя, но не и антиматерия. Знаем, че е така, защото при сблъсъка на един електрон с антиелектрон би се отделила най-малко 1,02 милиона електронволта енергия. Това е основният признак, че някъде има сблъсък с антиматерия. Но при изследването на вселената учените откриват твърде малко радиация от този тип. В по-голямата си част вселената, която виждаме около себе си, е съставена от същата обикновена материя, от която сме изградени и ние.

Физиците предполагат, че в мига на Големия взрив вселената се е намирала в пълен баланс, в смисъл че е съществувало еднакво количество материя и антиматерия. При това положение двете биха се унищожили взаимно до последната частица и във вселената не би останало нищо друго освен радиация. Но ето че нас ни има — и сме изградени от материя, каквато не би трябвало да е останала. Излиза, че нашето съществуване е в разрез със законите на съвременната физика.

Все още не е ясно защо във вселената има повече материя, отколкото антиматерия. Само една десетмилиардна част от първоначалната материя във вселената е оцеляла след Големия взрив и ние сме част от нея. Според водещата теория нещо е нарушило идеалния баланс между материя и антиматерия в мига на взрива, но не се знае какво. Ако някой може да разреши тази загадка, Нобеловата награда му е в кърпа вързана.

Задвижваният с антиматерия двигател е един от основните приоритети за всички, които искат да строят звездолети. Но свойствата на антиматерията все още са почти напълно неизследвани. Не знаем например дали тя „пада“ нагоре или надолу. Според съвременната физика би трябвало да пада надолу, както обикновената материя. Ако това е така, антигравитацията вероятно е невъзможна. Но това, както и много други неща, не е проверено по емпиричен път. Предвид високите разходи и ограничените ни познания ракетните двигатели с антиматерия сигурно ще си останат само една мечта през следващите 100 години, освен ако в космоса случайно не бъде открит антиастероид.

ПРАВОПОТОЧНИ ТЕРМОЯДРЕНИ ДВИГАТЕЛИ

Правопоточният термоядрен двигател е още една примамлива концепция.^[48] Той ще прилича на гигантски сладолед във фунийка. Ще черпи газообразен водород от междузвездното пространство и ще го подава към термоядрен реактор, който ще произвежда от него енергия. Подобно на двигателите на реактивните самолети и крилатите ракети, правопоточният термоядрен двигател ще бъде много икономичен. Реактивните самолети използват обикновен атмосферен въздух и няма нужда да носят на борда си окислител, а това намалява себестойността на полетите. По подобен начин звездолетите с правопоточен термоядрен двигател ще използват водород от космоса, който е в неограничено количество, и така ще могат да се ускоряват непрекъснато. Специфичният импулс на двигателя ще бъде безкрайна величина, както при соларните платноходи.

В известния роман „Тау Нула“ от Пол Андерсън се разказва за звездолет с правопоточен термоядрен двигател, който претърпява повреда и не може да се изключи. Скоростта на звездолета все повече нараства и се доближава до скоростта на светлината, при което започват да се случват странни времепространствени изкривявания. Вътре в кораба времето забавя своя ход, а наоколо вселената старее с обичайното си темпо. Колкото по-бързо лети звездолетът, толкова по-бавно тече времето вътре в него. За пътуващите всичко в кораба изглежда съвсем нормално, докато навън вселената бързо старее. Накрая скоростта на звездолета става толкова висока, че навън минават милиони години, а членовете на екипажа само седят и гледат безпомощно. След като пътуват много милиарди години напред в бъдещето, те разбират, че вселената вече не се разширява, а е започнала да се свива. Процесът на разширяване е обърнал посоката си. Галактиките се приближават една към друга, температурата расте и всичко върви към мига на Голямото смачкване. В края на романа, когато звездите вече загиват, корабът успява да се избави от огненото кълбо на свиващата се вселена и преминава през нов Голям взрив, от който се ражда нова вселена. Всичко това изглежда нереално, но всъщност е в унисон с Айнщайновата теория на относителността.

Ако оставим настрана апокалиптичните истории, правопоточният термоядрен двигател изглежда съвършен, дори прекалено съвършен. Но през годините по негов адрес е имало редица забележки. Може да се окаже, че фунията му трябва да бъде с диаметър стотици километри, което ще я направи ужасно трудна за изработване и адски скъпа. Термоядреният реактор може да няма енергийния капацитет, който е нужен за междузвезден полет. Освен това д-р Джеймс Бенсън веднъж сподели с мен, че в нашата част на Слънчевата система няма достатъчно водород за захранване на такъв двигател, макар че в други райони на галактиката може да е различно. Според други анализатори слънчевият вятър ще създава съпротивление, което ще надвишава тягата на двигателя, и звездолетът няма да може да развие скорост, близка до скоростта на светлината. Физиците се опитват да променят конструкцията, за да преодолеят тези недостатъци, но ще мине още много време, докато правопоточният термоядрен двигател стане реалистичен вариант.

ПРОБЛЕМИ ПРИ ЗВЕЗДОЛЕТИТЕ

Трябва да подчертаем, че по отношение на всички споменати дотук видове звездолети съществуват и други проблеми, свързани със скоростите, близки до светлинната. Вероятността от сблъсъци с астероиди представлява сериозен риск — дори съвсем малък астероид може да пробие корпуса на кораба. Както вече стана дума, совалките навремето получават дребни повърхностни пропуквания и драскотини от космически отломки, които вероятно са ги удряли със скорост, близка до орбиталната (29 000 км/ч). Но при скорости, близки до светлинната, сблъсъците ще бъдат многократно по-силни и може дори да разрушат звездолета.

Във филмите тази опасност се елиминира с помощта на мощни силови полета, които успешно отблъскват всички микрометеорити, но това е само плод на въображението на сценаристите. На практика е възможно да се генерират електрически и магнитни силови полета, но през тях лесно могат да минат дори най-обикновени предмети, ако са без заряд, например пластмасови, дървени или гипсови предмети. В космоса дребните микрометеорити нямат заряд и не могат да бъдат отразени чрез електрически и магнитни полета. А що се отнася до гравитационните защитни полета, те са изключително слаби и действат на принципа на привличането, затова не могат да създадат необходимата отблъскваща сила.

Друго предизвикателство е спирането. Ако скоростта на космическия полет е близка до светлинната, как може тя да се намали при наближаване на крайната цел? Соларните и лазерните платноходи ползват енергията на Слънцето или съответно лазерни лъчи, а с тях не може да се убие скоростта на звездолета. Затова този тип кораби сигурно ще са подходящи най-вече за мисии, в които трябва просто да се прелети покрай обекта.

При ракетите с ядрен двигател най-добрият начин за спиране може би е чрез завъртане на 180°, вследствие на което тягата започва да действа в обратната посока. Но по този начин приблизително половината от тягата за цялото пътуване ще бъде изразходвана само за спирането. Ако корабът е соларен платноход, платното му би могло в един момент да се завърти така, че светлинната енергия на звездата, към която приближава, да убие скоростта му.

Друг проблем е, че повечето от пилотираните звездолети трябва да са много големи и затова ще могат да се строят само в космоса. За всеки проект ще се наложи организирането на множество космически пилоти за извеждане на съставните компоненти в орбита, както и още за самото сглобяване. За да се избегнат непосилните разходи, трябва да се помисли за по-икономичен начин за изпращане на хора и товари в космоса. Едно от възможните решения е космическият асансьор.

АСАНСЬОРИ КЪМ КОСМОСА

Космическият асансьор ще бъде революционен продукт^[49] на нанотехнологиите. Той ще представлява гигантска шахта, която води от Земята към космическото пространство. Влизаш в асансьора, натискаш бутона за нагоре и бързо се изстрелваш в орбита. Няма да се усеща онова смазващо натоварване, което изпитват астронавтите при излитане с ракета. Издигането ще е също толкова приятно, колкото пътуването с асансьор до последния етаж в някой мол. Както в приказката за Джак и бобеното стъбло, асансьорът привидно няма да се подчинява на закона за гравитацията и ще осигурява лесен достъп до космоса.

Възможността за изграждане на космически асансьор е разгледана за пръв път от руския физик Константин Циолковски, който е впечатлен от построяването на Айфеловата кула през 80-те години на XIX в. Щом инженерите могат да създадат такова величествено съоръжение, разсъждава Циолковски, защо да не може да се направи нещо още по-високо, което да стига до космоса? Чрез елементарен физичен анализ той доказва, че ако една кула е достатъчно висока, тя ще може по принцип да стои права благодарение на центробежната сила, без да е нужна външна сила. Ако имаме например въже с топче в единия край и го размахаме хоризонтално във въздуха, топчето няма да падне на земята; по същия начин космическият асансьор няма да се срути, тъй като върху него ще действа центробежната сила от въртенето на Земята.

Идеята, че ракетите може да не са единственото средство за издигане в космоса, по онова време е радикална и вълнуваща. Веднага обаче възниква един проблем. Механичното напрежение върху въжетата на космическия асансьор може да достигне 100 GPa, а това надвишава якостта на стоманата, която е 2 GPa. Тоест ако въжетата са стоманени, те ще се скъсат и асансьорът ще пропадне.

Концепцията за космическия асансьор е изоставена за близо век. За нея се сещат само отделни автори като Артър Кларк, който описва нещо подобно в романа си „Фонтаните на рая“. Но на въпроса кога би било възможно да се построи такова съоръжение, Артър Кларк отвръща: „Може би 50 години след като хората спрат да се присмиват на тази идея“.^[50]

Но днес вече никой не се присмива. Концепцията за космическия асансьор не изглежда толкова футуристична в наши дни. През 1999 г. предварително проучване на НАСА установява, че ако такъв асансьор има въже с дебелина 1 м и дължина 50 000 км, ще може да превозва 15 тона полезен товар. През 2013 г. Международната академия по астронавтика публикува доклад от 350 страници, в който се съдържа заключението, че при наличие на достатъчно средства и изследвания до 2035 г. може да се построи космически асансьор за многократно използване с товароносимост 20 тона. Оценките за разходите обикновено варират между 10 и 50 милиарда долара, което е доста по-малко от сумата от 150 милиарда долара, похарчена за Международната космическа станция. Същевременно благодарение на космическите асансьори разходите за извеждане на полезен товар в космоса може да намалеят 20 пъти.

Сега проблемът не е в научната обосновка, а в инженерното изпълнение. Правят се подробни изчисления, за да се прецени дали асансьорните въжета може да се изработят от чисти въглеродни нанотръбички, които са изключително яки и няма да се скъсат. Възможно ли е обаче да се произведат достатъчно нанотръбички за направата на космическо въже, дълго хиляди километри? От днешна гледна точка отговорът е „не“. Невероятно трудно е да се произведат чисти въглеродни нанотръбички по-дълги от 1 см. Понякога в медиите се съобщава за произведени нанотръбички с дължина еди-колко си метра, но в тези случаи става дума за композитни материали. Това всъщност са влакна от компресирани въглеродни нанотръбички, които не притежават чудните свойства на чистите нанотръбички.

За да стимулира интереса на хората към проекти като космическия асансьор, НАСА подкрепя програмата „Юбилейни предизвикателства“ (Centennial Challenges), по която се дават награди за нови технологии с космическо приложение, разработени от аматьори. Един от конкурсите е за компоненти за минипрототип на космически асансьор. В качеството си на водещ на телевизионно предаване аз трябваше да отразя участието в този конкурс на група млади инженери, които бяха убедени, че асансьорите ще направят космоса достъпен за обикновените хора. Те демонстрираха как малка капсула може да се издигне по дълго въже с помощта на лазерни лъчи. Телевизионният ни екип се опита да улови ентусиазма на тази нова гилдия предприемчиви инженери, които имат амбицията да построят бъдещето.

Космическите асансьори ще осигурят качествено нов вид достъп до космоса и от територия за астронавти и военни пилоти ще го превърнат в пространство за детски и семейни забавления. Те ще предложат нов и ефективен подход към астронавтиката и космическата индустрия и ще дадат възможност за сглобяване на свръхскоростни звездолети и други сложни машини в извънземни условия.

Но реално погледнато, предвид огромните инженерни проблеми, изграждането на първия космически асансьор може да се очаква най-рано към края на нашия век.

С присъщото си любопитство и хъс човечеството рано или късно ще надрасне нивото на термоядрените двигатели и задвижваните с антиматерия ракети и ще се изправи пред най-голямото предизвикателство. Един ден то може да премине отвъд пределната за вселената скорост: скоростта на светлината.

ИЗКРИВЯВАНЕ НА ВРЕМЕПРОСТРАНСТВОТО

Веднъж едно момче прочело детска книга и променило световната история…^[51] Годината е 1895-а, а електрификацията на градовете тепърва започва. За да научи повече за това странно ново явление, момчето разгръща книгата „Популярни четива по природни науки“ от Арън Бърнстийн. В нея авторът предлага на читателя да си представи, че пътува с електрическия ток по телеграфен кабел. Момчето си задава въпроса какво би станало, ако вместо електрически ток имаме лъч светлина. Можем ли да изпреварим светлината? То си казва, че щом светлината е вълна, светлинният лъч трябва да изглежда неподвижен, застинал във времето. Но въпреки че е само на 16 години, то осъзнава, че никой никога не е виждал неподвижна светлинна вълна. Този въпрос продължава да го занимава през следващите 10 години.

През 1905 г. младежът най-после намира отговора. Името му е Алберт Айнщайн, а теорията му се нарича специална теория на относителността. Айнщайн установява, че няма нищо по-бързо от светлината, нейната скорост е най-високата скорост във вселената. При скорости близки до светлинната започват да стават странни неща. Ако дадена ракета доближи скоростта на светлината, тя ще стане по-тежка, а вътре в нея времето ще забави своя ход. Ако по някакъв начин дадено тяло достигне светлинна скорост, то ще стане безкрайно тежко, а времето ще спре. Но тези две неща са невъзможни, следователно светлинната бариера не може да бъде премината. Така Айнщайн се превръща в космически катаджия, който определя максимално допустимата скорост във вселената. Този предел тормози поколения ракетостроители до ден-днешен.

Но Айнщайн остава неудовлетворен. Относителността обяснява много от загадките, свързани със светлината, но той иска да приложи теорията си и по отношение на гравитацията. През 1915 г. той изказва удивителна хипотеза. Според нея пространството и времето, които дотогава са се смятали за постоянни величини, всъщност са променливи величини — все едно са чаршафи, които могат да бъдат намачкани, изпънати или усукани. Айнщайн предполага, че Земята се върти около Слънцето не защото то я привлича със своята гравитация, а защото Слънцето изкривява пространството около себе си. Тъканта на времепространството тласка Земята и я кара да се движи в орбита около Слънцето. Тоест причината не е гравитационното притегляне, а пространственото тласкане.

Шекспир е казал, че светът е сцена, а ние сме актьори, които идват и си отиват. Представете си времепространството като сцена. Преди се е смятало, че тя е статична, плоска и абсолютна, а часовниците тиктакат с еднакво темпо във всички краища на сцената. Но според Айнщайн сцената се огъва. Часовниците работят с различно темпо. Актьорите не могат да я прекосят, без да паднат. Може би си мислят, че някаква невидима „сила“ ги дърпа в различни посоки, но истината е, че огъващата се сцена ги бута.

Освен това Айнщайн разбира, че в неговата обща теория на относителността има „вратичка“. Колкото по-голяма е дадена звезда, толкова повече се изкривява времепространството около нея. Ако тя е достатъчно тежка, се превръща в черна дупка.

Тъканта на времепространството може да се разкъса и тогава може да се образува пролука — нещо като портал или пряк път през пространството. Тази концепция, представена за пръв път от Айнщайн и ученика му Натан Розен през 1935 г., е известна днес като мост на Айнщайн-Розен.

ПРОЛУКИ В ПРОСТРАНСТВОТО

Най-простият пример за мост на Айнщайн-Розен е огледалото от книгата „Алиса в огледалния свят“. От едната страна на огледалото е английската провинция, по-точно районът около Оксфорд. От другата страна е вълшебният свят, в който Алиса се пренася мигновено, с едно докосване на огледалото с пръст.

Пролуките в пространството (англ.: wormholes) са широко използван сюжетен похват в киното. Хан Соло превежда звездолета „Милениум Фалкън“ през хиперпространството, използвайки именно такава пролука. Хладилникът, който героинята на Сигорни Уийвър отваря в „Ловци на духове“, е портал, през който тя вижда цяла вселена. В „Лъвът, Вещицата и дрешникът“ от Клайв Стейпълс Луис дрешникът също е портал или пролука, която свързва английската провинция с Нарния.

Съществуването на пролуки в пространството е установено чрез математически анализ на черни дупки — бивши гигантски звезди, чиято гравитация е толкова мощна, че дори светлината не може да се отскубне. В района на всяка черна дупка втора космическа скорост е скоростта на светлината. Преди се е смятало, че черните дупки са статични и гравитацията им е безкрайна величина (така нареченото състояние на гравитационна сингуларност). Но всички регистрирани от учените черни дупки всъщност се въртят доста бързо. През 1963 г. физикът Рой Кер открива, че ако дадена черна дупка се върти достатъчно бързо, тя може да не се свие до безкрайно малка точка в резултат на гравитационен колапс, а да съществува във вид на въртящ се пръстен. Пръстенът е стабилен, защото центробежната сила му пречи да изпадне в колапс. Но къде отива всичко, което попада в черните дупки? Физиците все още не знаят. Една от вероятностите е, че материята излиза от другата страна на черната дупка и този изход се нарича бяла дупка. Учените се опитват да открият такива бели дупки, които вместо да поглъщат материя, я изпускат, но досега не са намерили.

Ако хипотетично си представим, че сме се доближили до въртящия се пръстен на черна дупка, ще станем свидетели на невероятни деформации на времето и пространството. Може да видим снопове светлина, уловени преди милиарди години от гравитацията на дупката. Може дори да видим копия на самите себе си. Под въздействието на приливните сили атомите на тялото ни навярно ще се разтеглят, което се нарича спагетификация и би било фатално за нас.

Ако влезем в самия пръстен, има вероятност да бъдем изхвърлени от другата страна през бяла дупка и да попаднем в паралелна вселена. Представете си, че взимате два листа хартия, поставяте ги успоредно един на друг и ги пробивате с молив, при което листовете остават нанизани на молива. Пътуването по протежение на молива ще бъде пътуване между две паралелни вселени. Но ако минете втори път през същия пръстен (дупката от молива), ще се озовете в паралелна вселена, различна от предишния път. При всяко влизане в пръстена ще достигате различна вселена, също както при пътуване с асансьор в жилищен блок можете да спирате на различни етажи — с тази разлика, че ако вече сте спирали на даден етаж, после няма да можете да се върнете на него.

Гравитацията вътре в пръстена е крайна величина, така че има вероятност да не ви смачка при влизането ви. Но ако пръстенът не се върти достатъчно бързо, той би могъл да изпадне в гравитационен колапс и да ви убие. Вероятно може да бъде стабилизиран изкуствено с помощта на така наречената отрицателна материя или отрицателна енергия. Стабилността на пролуките в пространството е въпрос на баланс, а най-важното е да се поддържа необходимото съотношение между положителната и отрицателната енергия. За естественото възникване на такива портали между вселените, каквито са черните дупки, са нужни големи количества положителна енергия. Но за да останат порталите отворени и да се предотврати евентуален гравитационен колапс, трябва изкуствено да бъде създадена отрицателна материя (отрицателна енергия).

Отрицателната материя е нещо съвсем различно от антиматерията и никога не е била откривана в природата. Тя притежава необичайни антигравитационни свойства: не пада надолу, а нагоре. (За разлика от нея, антиматерията пада надолу, или поне така се предполага.) Ако преди милиарди години на Земята е имало отрицателна материя, тя може би е била отблъсната от материята на планетата и е излетяла в космоса. Вероятно затова досега не сме открили отрицателна материя.

Въпреки че физиците не са виждали признаци за отрицателна материя,^[52] отрицателната енергия вече е била генерирана в лабораторни условия. Това дава надежда на любителите на научната фантастика, че някой ден ще бъде възможно да се минава през пролуки в пространството и да се пътува до далечни звезди. Само че количествата на лабораторно генерираната отрицателна енергия са нищожни и съвсем недостатъчни за нуждите на астронавтиката. За да се произведе достатъчно отрицателна енергия за стабилизирането на пролука в пространството, е необходима свръхмодерна технология, но за това ще говорим по-подробно в 13-а глава. В обозримото бъдеще хиперполетите през пространствени пролуки ще останат извън човешките възможности.

Напоследък обаче се говори за друг метод, който също е свързан с изкривяване на времепространството.

ДВИГАТЕЛЯТ НА АЛКУБИЕРЕ

Освен пролуките в пространството, друг способ за преминаване отвъд светлинната бариера може би е двигателят на Алкубиере. Веднъж интервюирах мексиканския специалист по теоретична физика Мигел Алкубиере.^[53] Той бил осенен от революционна идея в областта на релативистичната физика, докато гледал телевизия — нещо, което може би никога преди това не се било случвало. По телевизията давали епизод от „Стар Трек“ и Алкубиере си помислил колко е вълнуващо, че звездолетът „Ентърпрайз“ лети по-бързо от светлината. По някакъв начин корабът компресирал пространството пред себе си и звездите не изглеждали толкова далечни. Не той отивал към звездите, а звездите идвали към него.

Представете си, че трябва да минете по килим, за да стигнете до маса. Обичайният начин е да вървите по килима от една точка до друга. Но има и друг начин. Някой може да придърпа масата с въже към вас, при което килимът ще се набръчка. С други думи, вместо да вървите по килима, за да стигнете до масата, килимът се нагъва и масата идва при вас.

На Алкубиере му хрумва нещо интересно. В научната практика обикновено първо се идентифицира някаква звезда или планета и после се изчислява изкривяването на пространството около нея с помощта на формулите на Айнщайн. Може обаче да се действа и в обратната последователност. Първо решаваме какво пространствено изкривяване ни трябва, а след това, пак със същите формули, определяме каква звезда или планета би го предизвикала. Това донякъде прилича на изработването на един автомобил. Може да се започне от наличните части — двигател, колела и т. н. — и от тях да се сглоби автомобилът. Другият начин е да решим какъв автомобил искаме да създадем и после да проектираме необходимите части.

Мигел Алкубиере обръща формулите на Айнщайн наопаки и процедира против обичайната логика в теоретичната физика. Опитва се да определи какъв тип звезда би могла да компресира пространството пред себе си и да разтегля пространството зад себе си. За своя най-голяма изненада той достига до много прост отговор. Оказва се, че изкривяването на пространството, както е показано в „Стар Трек“, е възможно според формулите на Айнщайн! Явно този начин на придвижване не е чак толкова невероятен.

Според предложения от Алкубиере метод на задвижване звездолетът трябва да се намира в пространствен мехур — кухина от материя и енергия. Времепространството в мехура няма да има връзка с това извън него. Докато звездолетът увеличава скоростта си, хората в него няма да усещат нищо. Ще им се струва, че корабът изобщо не се движи, а всъщност той ще лети по-бързо от светлината.

Заключението на Алкубиере шокира научната общност с изключителната си оригиналност. Но след публикуването на доклада му анализаторите отбелязват някои недостатъци. Въпреки че в доклада много добре е развита идеята за полети със свръхсветлинна скорост, липсват решения на някои възможни усложнения. Щом мехурът ще изолира звездолета от външния свят, в него няма да може да постъпва информация отвън и пилотът няма как да контролира курса на движение. Управлението на звездолета ще бъде невъзможно. Освен това не е ясно как ще се направи самият мехур. За да може мехурът да компресира пространството пред себе си, той трябва да се захранва с определен вид гориво, а именно с отрицателна материя или отрицателна енергия.

Ето че пак опираме до същото. Отрицателната материя или отрицателната енергия е онова, което не достига — както за стабилизирането на пролуките в пространството, така и за захранването на пространствените мехури. Според една обща теорема, доказана от Стивън Хокинг, всички решения, които се основават на Айнщайновите формули и позволяват да се развие свръхсветлинна скорост, предполагат използването на отрицателна материя или отрицателна енергия. (Положителната материя и енергия на звездите изкривяват времепространството по начин, който идеално обяснява движението на небесните тела. За разлика от тях, отрицателната материя и енергия изкривяват времепространството по необичайни начини и създават антигравитационна сила, с която може да се стабилизират пролуките в пространството, за да се предотврати гравитационният им колапс, както и да се позволи на пространствените мехури да развиват свръхсветлинна скорост посредством компресиране на времепространството пред тях.)

Физиците са се опитвали да изчислят колко отрицателна материя или отрицателна енергия е необходима за задвижването на звездолет. Най-новите данни показват, че нужното количество е равно на масата на планетата Юпитер. Това означава, че само една много развита цивилизация би могла да използва отрицателна материя или енергия за задвижване на звездолети, ако изобщо това е възможно. (Има обаче вероятност да се окаже, че количеството отрицателна материя или енергия, което е необходимо за достигането на свръхсветлинна скорост, е по-малко, защото изчисленията зависят от формата и размерите на пространствения мехур или пространствената пролука.)

В „Стар Трек“ тази смущаваща пречка се заобикаля, като се приема, че основният компонент на задвижващата система е рядко вещество, известно като дилитиеви кристали. Сега знаем, че „дилитиеви кристали“ може да означава „отрицателна материя или енергия“, но казано по-ефектно.

ЕФЕКТЪТ НА КАЗИМИР И ОТРИЦАТЕЛНАТА ЕНЕРГИЯ

Дилитиевите кристали не съществуват, но отрицателната енергия съществува, колкото и миражна да изглежда, а това означава, че по принцип не е невъзможно да се лети през пролуки в пространството, да се компресира пространството и дори да се изобрети машина на времето. Въпреки че законите на Нютон изключват съществуването на отрицателна енергия, квантовата теория сочи обратното, което се обяснява с ефекта на Казимир, формулиран през 1948 г. и измерен в лабораторни условия през 1997 г.

Да речем, че имаме две успоредни метални пластини без заряд^[54]. Ако разстоянието между тях е голямо, така наречената електрическа сила между тях е равна на нула. Но ако пластините се доближат една към друга, те започват необяснимо да се привличат. Тогава от тях може да се извлече енергия. Понеже отначало енергията е нулева, а с доближаването на пластините една към друга става положителна, от това следва, че първоначално самите пластини са имали отрицателна енергия. Причината за това е доста езотерична. Здравият разум ни казва, че вакуумът е празно пространство с нулева енергия. Но в действителност той е пълен с частици материя и антиматерия, които се материализират за кратко и после пак изчезват. Тези „виртуални“ частици се появяват и изчезват толкова бързо, че не нарушават закона за запазване на материята и енергията, според който общото количество материя и енергия във вселената винаги остава едно и също. Тази постоянна динамика във вакуума създава налягане. Над и под двете метални пластини има повече движение на материя и антиматерия, отколкото между тях, затова налягането тласка пластините една към друга и така се създава отрицателна енергия. Това именно е ефектът на Казимир, който в рамките на квантовата теория показва, че отрицателната енергия съществува.

Силата на Казимир е изключително малка, затова в миналото е можело да бъде измерена само с най-чувствителните уреди. Но днес нанотехнологиите ни позволяват да боравим с отделни атоми. Веднъж във връзка с телевизионно предаване, на което бях водещ, посетих една лаборатория в Харвард и там имаше малък настолен уред, работещ с отделни атоми. Наблюдавах експеримент, който показа колко е трудно два атома да се доближат един до друг и да останат в това положение, без да се отблъснат или да се слепят поради силата на Казимир, която може да действа или на принципа на отблъскването, или на привличането. Добиването на отрицателна енергия е заветната цел на физиците, които имат отношение към звездолетостроенето, но за нанотехнолозите силата на Казимир е толкова мощна на атомно ниво, че е по-скоро досадна.

В заключение можем да кажем, че отрицателната енергия наистина съществува и ако може да се добива в достатъчно големи количества, би било възможно да се пътува през пролуките в пространството и да се създаде космически двигател на принципа на пространственото изкривяване, като по този начин ще се осъществят едни от най-дръзките идеи от научната фантастика. Но тези технологии са въпрос на далечното бъдеще и ще бъдат разгледани в глави 13 и 14. Междувременно човечеството ще трябва да се задоволи със светлинните платноходи, които може би ще кръстосват космоса към края на века и ще осигурят първите изображения в близък план на екзопланети в орбита около други звезди. През XXII в. хората вероятно ще могат да летят до такива планети с помощта на ракети с термоядрен двигател. А ако успеят да решат сложните инженерни проблеми, биха могли да конструират дори ракетни двигатели с антиматерия, правопоточни термоядрени двигатели и космически асансьори.

След като звездолетите бъдат построени, какво ще намерят изследователите в открития космос? Ще има ли други светове, в които хората биха могли да живеят? За щастие, космическите телескопи и сателити ни осигуряват подробна информация за звездните простори.

Във филма „Вечната Аделайн“ се разказва за жена, родена през 1908 г., която е застигната от снежна буря и умира от измръзване. После обаче я удря гръм и тя оживява. След този странен инцидент нейната ДНК се променя и Аделайн спира да старее.

Нейните приятели и мъжете, които обича, стават все по-възрастни, докато тя е все така млада. Естествено, появяват се подозрения и слухове и тя е принудена да напусне града. Вместо да се радва на вечната си младост, Аделайн се усамотява и рядко общува с хората. За нея безсмъртието не е дар, а проклятие.

Накрая я блъсва кола и тя загива. В линейката обаче електрошокът от дефибрилатора не само я съживява, но и неутрализира генетичната промяна, която преди това е била предизвикана от гръмотевицата, и Аделайн отново става смъртна. Тя изобщо не съжалява за изгубеното си безсмъртие, а напротив — когато вижда първия си бял косъм, това й носи радост.

Въпреки че Аделайн предпочита да е смъртна вместо безсмъртна, науката върви в обратната посока и постига огромни успехи в разгадаването на механизма на стареене. Тази тема живо интересува изследователите на открития космос, защото разстоянията между звездите са толкова огромни, че един полет би отнел векове. Целият процес, включващ построяването на звездолет, извършването на междузвезден полет и заселването на далечна планета, би продължил няколко човешки живота. За да могат астронавтите и колонизаторите да изпълнят една такава мисия, трябва или да бъдат построени кораби за по няколко поколения, или пътниците да се поставят в състояние на анабиоза, или да се удължи животът им.

По-долу ще се спрем поотделно на всеки от тези способи, които биха позволили на хората да летят до звездите.

Да си представим, че в космоса е открита планета двойник на Земята с кислородно-азотна атмосфера, течна вода, плътно ядро и размери колкото нашата планета. Тя би изглеждала като идеално място за заселване. Само че планетата е, да речем, на 100 светлинни години от Земята. Това значи, че звездолет с термоядрен двигател или задвижван с антиматерия ще я достигне за два века.

Ако приемем, че едно поколение е приблизително 20 години, тогава на звездолета ще трябва да се родят 10 поколения и това ще бъде единственият им дом.

Това може би звучи потискащо, но нека не забравяме, че през средновековието например архитектите са проектирали грамадни катедрали с пълното съзнание, че няма да доживеят да видят шедьовъра си завършен. Знаели са, че катедралата по всяка вероятност ще бъде осветеца по времето на техните внуци.

Освен това по време на разселването на хората по света, което започва от Африка преди близо 75 000 години и има за цел намирането на по-добро място за живеене, предците ни са знаели, че пътуването им ще продължи много поколения.

Тоест идеята за пътуване, което трае повече от едно поколение, не е нова.

При полет със звездолет обаче трябва да се решат някои проблеми. Първо, пътуващите следва да се подберат много внимателно, като за всеки кораб се предвидят поне по 200 пасажери, за да има достатъчно възможности за биологично възпроизводство. Необходимо е да се следи броят на хората, за да остане той сравнително постоянен и да не се изчерпят материалните запаси. Дори отклонението в числеността отначало да е съвсем малко, за 10 поколения то може да доведе до катастрофална пренаселеност или недостиг на хора, а това би изложило на риск цялата мисия. За да се поддържа постоянна численост на пътуващите, може да се наложи използването на различни методи, например клониране, изкуствено оплождане и инвитро процедури.

Второ, ресурсите също трябва да се следят внимателно. Храната и отпадъците трябва постоянно да се рециклират. Нищо не бива да се изхвърля.

Друг проблем е скуката. Например обитателите на малки острови често се оплакват от „островна треска“ — силно усещане за клаустрофобия и изгарящо желание да напуснат острова, за да изследват нови светове. Едно от възможните решения е виртуалната реалност — създаването на чудни въображаеми светове чрез компютърни симулации. Друг начин е на хората да им бъдат поставяни някакви цели, задачи и отговорности, или да се организират състезания, за да им се осмисли животът.

Освен това на борда на кораба ще трябва да се вземат решения, свързани например с разпределението на ресурсите и задълженията. Необходимо е да има демократично избран орган, който да следи ежедневните дейности на кораба. Но не е изключено някое от следващите поколения да откаже да изпълнява първоначалната мисия или харизматичен демагог да вземе нещата в свои ръце и да саботира мисията.

Има начин да се елиминират много от тези проблеми: чрез анабиоза.

Във филма „2001: Космическа одисея“ екипаж от астронавти пребивава в замразено състояние в камери, докато гигантският им кораб лети към Юпитер. Телесните им функции са преустановени и така се избягват усложненията, които са характерни за корабите за няколко поколения. Понеже пътниците са замразени, организаторите на мисията не са имали притеснения относно възможния преразход на ресурси или поддържането на числеността на пасажерите.

Но възможно ли е това наистина?

Всеки, който е живял на север през зимата, знае, че рибите и жабите може да замръзнат в леда, но когато дойде пролетта и ледът се стопи, те се връщат към нормалния си начин на живот, сякаш нищо не се е случило.

По принцип бихме предположили, че замразяването е сигурна смърт за тези животни. При понижаване на температурата на кръвта започват да се образуват все по-големи ледени кристали, както вътре в клетките (при което стените на клетките се разкъсват), така и извън тях (при което кристалите може да притиснат и да смачкат клетките). Природата решава този проблем с нещо съвсем просто: естествен антифриз. През зимата ние наливаме антифриз в радиатора на автомобила си, за да понижим точката на замръзване на охладителната течност. По същия начин природата използва глюкозата като антифриз, който понижава точката на замръзване на кръвта. Ето защо, въпреки че животното е замръзнало в леда, кръвта във вените му все още е течна и поддържа основните му телесни функции.

В човешкия организъм толкова висока концентрация на глюкоза би била смъртоносна. Затова учените експериментират с други видове химически антифриз, чрез който би се осъществил така нареченият процес на витрификация — понижаване на точката на замръзване посредством комбинация от вещества с цел предотвратяване на образуването на ледени кристали. Това звучи интересно, но засега резултатите са разочароващи. Витрификацията често има отрицателни странични ефекти. Използваните в лабораторни условия вещества нерядко са отровни и може да бъдат смъртоносни. Досега не се е случвало човек да бъде замразен, после размразен и съживен. Все още сме далеч от постигането на ефективна анабиоза. (Това обаче не спира някои предприемачи още отсега да рекламират анабиозата като средство против смъртта. Те твърдят, че смъртно болен човек може да бъде замразен — срещу солидно заплащане — и да бъде съживен десетилетия по-късно, когато болестта му вече ще бъде лечима. Но не съществуват никакви експериментални доказателства, че това е възможно.) Учените се надяват, че с течение на времето техническите трудности ще бъдат преодолени.

На теория анабиозата може би е идеалният начин за решаване на много от проблемите, свързани с продължителните космически полети. Въпреки че в наши дни този метод е неприложим, в бъдеще той може да се превърне в един от главните способи за оцеляване по време на междузвездни експедиции.

Но при анабиозата има един проблем. В случай на извънредно произшествие, например сблъсък с астероид, има вероятност да се наложи повредите да бъдат отстранени от хора. За първоначалния ремонт може да се активират роботи, но ако случаят е особено тежък, ще бъде необходим човешки опит и преценка. Тогава сигурно ще трябва пътуващите на кораба инженери да бъдат съживени, но това може да се окаже безполезно, ако съживяването става твърде бавно, а човешката намеса е нужна спешно. Това е основният недостатък на анабиозата при междузвездните полети. Навярно би било добре малка група инженери да останат будни и да имат възможност за биологично възпроизводство, за да са готови да реагират по всяко време през целия полет.

Друго предложение, свързано с колонизирането на галактиката, е в космоса да бъдат изпратени ембриони^[62] с човешка ДНК с надеждата, че един ден може да се съживят на някое далечно място. Или пък да се изпрати самият ДНК код и после от него да се създадат хора. (За този метод става дума във филма „Човек от стомана“. В него родната планета на Супермен Криптон се взривява, но благодарение на развитите технологии нейните обитатели са успели преди това да секвенират ДНК на цялото население. Целта е генетичната информация да се изпрати на планета като Земята, където да се използва за клониране на криптонците. Единственият проблем е, че това по принцип предполага криптонците да завладеят Земята и да се избавят от хората, за да не им пречат.)

Клонирането, като подход, си има своите предимства. Вместо да се строят гигантски звездолети с животоподдържащи системи и изкуствен интериор, който да наподобява земните условия, ще бъде достатъчно да се пренася ДНК. Дори ако трябва да се транспортират големи контейнери с човешки ембриони, те спокойно ще се поберат в обикновена ракета. Съвсем логично някои писатели фантасти си представят, че това вече се е случило, и то много отдавна, когато извънземна раса е разпространила своята ДНК в нашата част на галактиката и така са били създадени хората.

Но идеята за клонирането има няколко недостатъка. Досега човек не е бил клониран. Нито е имало успешно клониране на примати. Технологията все още не е достатъчно развита, за да може да се създават човешки клонинги, макар че в бъдеще и това може да се случи. Ако това стане, създаването на клонинги и грижата за тях може да се поверят на специални роботи.

По-важното е, че човешките клонинги няма да притежават спомените и личността на своите първообрази, въпреки че ще бъдат генетично идентични с тях. Те ще са като бял, неизписан лист. Възпроизвеждането на човешката памет и личност по такъв начин далеч надхвърля нашите възможности в момента. Разработването на подобна технология би отнело десетилетия или векове, ако изобщо е възможно.

Но освен чрез замразяване и клониране, хората навярно ще могат да летят до звездите и като забавят или дори спрат процеса на стареене.

Стремежът към вечен живот е една от най-древните теми в световната литература. Тя е застъпена още в епоса за Гилгамеш, който датира отпреди близо 5000 години. В него се описват подвизите на шумерски воин, изпълняващ благородна мисия. Дните му са пълни с приключения и срещи, една от които е с герой, който също като Ной е бил свидетел на Големия потоп. Целта на това дълго пътуване е да бъде открита тайната на безсмъртието. В Библията Бог изгонва Адам и Ева от рая, след като проявяват неподчинение и опитват от плодовете на познанието. Бог е разгневен, защото чрез това познание те може да станат безсмъртни.

Безсмъртието вълнува човечеството открай време. През голяма част от човешката история бебетата често умират още при раждането си, а тези, които оцеляват, обикновено гладуват. Заразите се разпространяват мълниеносно, защото хората често изхвърлят боклука си през прозореца. Санитарно-хигиенните условия нямат нищо общо е днешните, поради което из селата и градовете се носи зловоние. Болниците, доколкото ги има, са място, където бедните отиват да умрат. Те представляват неприветливи заведения за мизерстващи бедняци, докато богатите могат да си позволят частен лекар. Но богатите също страдат от болести, а частните им лекари са просто шарлатани. (Един американски лекар от Средния запад си водел дневник за посещенията при пациентите си. В него той признава, че в лекарската му чанта имало само две неща, които помагат. Всичко останало било лъжа и измама. Двете полезни неща били ножовка, с която режел увредените и болни крайници на пациентите си, и морфин, с който се притъпявала болката от ампутацията.)

През 1900 г. средната продължителност на живота в САЩ е 49 години. Но две революции прибавят десетилетия към това число. Първо, подобряват се санитарно-хигиенните условия: осигурява се чиста вода и извозване на боклука и се елиминират някои от най-опасните зарази, в резултат на което средната продължителност на живота се увеличава с близо 15 години.

Втората революция е в медицината. Ние често приемаме за даденост, че предците ни са живеели в смъртен страх от цял арсенал от древни болести (като туберкулоза, едра и дребна шарка, детски паралич, магарешка кашлица и др.). В следвоенната епоха тези болести до голяма степен са овладени с помощта на антибиотиците и ваксините, и така към продължителността на живота на американците се прибавят още 10 години. Междувременно репутацията на болниците значително се променя. Те се превръщат в място, където болестите наистина се лекуват.

Може ли обаче съвременната наука да разгадае тайните на стареенето, да забави или дори да спре часовника и да увеличи продължителността на живота почти до безкрайност?

Това е древен стремеж, но новото сега е, че той привлича вниманието на някои от най-богатите хора на планетата. Много предприемачи от Силициевата долина инвестират милиони в борбата срещу стареенето. Не им стига, че компютризират света, ами искат и да живеят вечно. Съоснователят на „Гугъл“ Сергей Брин се надява да открие не какво да е, а „лек против смъртта“. Има вероятност ръководената от него фирма „Калико“ да налее милиарди в своето съдружие с фармацевтичната компания „АбВай“ именно с тази цел. За съоснователя на „Оракъл“ Лари Елисън е „непонятно“, че хората приемат, че са смъртни. Съоснователят на „ПейПал“ Питър Тийл иска да живее „само“ 120 години, а руският интернет магнат Дмитрий Ицков желае да живее 10 000 години. С подкрепата на хора като Сергей Брин и с помощта на технологичните иновации може би най-после ще успеем да впрегнем цялата мощ на съвременната наука и да разкрием тази древна загадка, която ще ни позволи да увеличим продължителността на човешкия живот.

В последно време учените успяват да проникнат в някои от най-големите тайни на стареенето. След векове на неуспехи днес вече съществуват няколко надеждни и обещаващи теории, които отговарят на изискването за проверяемост. Те се базират на ограничаване на калориите, използване на теломераза и възрастови гени.

Само за един от тези методи е доказано, че удължава живота на животните, понякога дори двойно. Това е методът на ограничаване на калориите, при който силно се намалява приемът на калории с храната, която консумира животното.

Животните, които приемат 30% по-малко калории, живеят средно 30% по-дълго. Това е доказано за най-различни видове организми: дрождени клетки, червеи, насекоми, мишки и плъхове, кучета и котки, а вече и примати. Всъщност това е единственият единодушно признат от учените начин за промяна на продължителността на живота за всички тествани досега животни. (Хората са единственият значим животински вид, който не е тестван.)

Според тази теория животните в дивата природа живеят в полугладно състояние. В периоди на изобилие те използват ограничените ресурси на организма си, за да се размножават, а през трудните периоди изпадат в състояние, близко до хибернацията, за да запазят телесните си ресурси и да не умрат от глад. Когато на едно животно изкуствено му се ограничи храната, организмът му реагира по втория начин и така животът му се удължава.

Един от проблемите при ограничаването на калориите е, че животните стават летаргични, лениви и губят половия си нагон. А ако говорим за хората, повечето от нас едва ли са склонни да намалят приема си на калории с 30%. Ето защо фармацевтичната индустрия се опитва да определи от кои вещества зависи този процес и да използва силата на калориино-ограничителния метод, като избегне неприятните странични ефекти.

Неотдавна е изолирано веществото ресвератрол, което изглежда обещаващо. То се съдържа в червеното вино и спомага за активизиране на молекулата на сиртуина, за която е известно, че забавя процеса на окисляване (основен фактор за стареенето) и следователно може да допринесе за предпазването на организма от молекулярни увреждания, свързани с възрастта.

Веднъж интервюирах Ленард Гаренти от Масачузетския технологичен институт, който е един от първите изследователи, доказали връзката между тези вещества и стареенето. Той е изненадан колко много маниаци на тема „хранене“ виждат във въпросните вещества еликсир на младостта. Гаренти се съмнява, че това е основателно, но не изключва възможността ресвератролът и други вещества да изиграят някаква роля за откриването на истински лек против стареенето, ако изобщо това е възможно. За да проучи шансовете, той дори става съосновател на фирмата „Елизиум Хелт“.

Друг възможен ключ към механизма на стареенето е теломеразата, която спомага за регулирането на биологичния ни часовник. При деленето на дадена клетка хромозомните окончания, наречени теломери, се скъсяват. В един момент, след около 50–60 деления, от теломерите не остава нищо и тогава хромозомата започва да се разпада, поради което клетката преминава в състояние на сенесценция и вече не функционира правилно. Следователно съществува предел за това колко пъти може да се дели една клетка и той се нарича пределът на Хейфлик. (Веднъж интервюирах самия д-р Ленард Хейфлик, който се засмя на въпроса ми дали пределът на Хейфлик не може някак си да отпадне и така да получим „лек против смъртта“. Той е крайно скептичен в това отношение. Наясно е, че този биологичен предел играе основна роля за стареенето, но ефектът от него все още се изследва и понеже стареенето е сложен биохимичен процес, свързан с множество различни изменения, д-р Хейфлик смята, че все още сме много далеч от възможността да променяме въпросния предел у хората.)

Нобеловият лауреат Елизабет Блекбърн е по-голям оптимист. Тя посочва: „Има всички признаци, включително и генетични, че съществува причинно-следствена връзка^[63] [между теломерите] и неприятностите, причинявани от стареенето“. Тя вижда пряка връзка между скъсяването на теломерите и някои болести. За хората със скъсени теломери — по-точно за онази една трета от населението, която е с най-къси теломери, — рискът от сърдечно-съдови заболявания е с 40% по-висок. Елизабет Блекбърн заключава: „Скъсяването на теломерите, изглежда, стои в основата на риска от болести, които ни убиват… инфаркт, диабет, рак и дори Алцхаймер“.

В последно време учените провеждат експерименти с теломераза — ензим, открит от Елизабет Блекбърн и нейни колеги, който предотвратява скъсяването на теломерите. В известен смисъл теломеразата може „да спре часовника“. При наличието на обилно количество от този ензим кожните клетки могат да се делят неограничено, много над предела на Хейфлик. Веднъж интервюирах д-р Майкъл Уест от корпорацията „Джерон“, който експериментира с теломераза и твърди, че може в лабораторни условия да „обезсмърти“ кожните клетки, тоест да направи така, че да живеят неограничено дълго. (Това придава ново значение на глагола „обезсмъртявам“.) В неговата лаборатория кожните клетки могат да се делят не 50–60 пъти, а стотици.

Трябва обаче да подчертаем, че е необходимо теломеразата да се контролира много внимателно, защото раковите клетки също са безсмъртни и това тяхно свойство се дължи именно на теломеразата. Всъщност една от отличителните особености на раковите клетки е, че живеят вечно и се възпроизвеждат неограничено, и така образуват злокачествени тумори. С други думи, ракът може да е нежелан страничен продукт от използването на теломераза.

Друг възможен начин за предотвратяване на стареенето е чрез манипулиране на гените.

Очевидно е, че стареенето много зависи от гените. След като излезе от пашкула си, пеперудата живее само няколко дни или седмици. Лабораторните мишки обикновено живеят около две години. Кучетата стареят близо седем пъти по-бързо от хората и живеят малко повече от 10 години.

Някои представители на животинското царство живеят толкова дълго, че продължителността на живота им трудно може да бъде измерена. През 2016 г. списание „Сайънс“ съобщава, че средната продължителност на живота на гренландската акула е 272 години, повече от тази на гренландския кит (200 години), и това я прави най-дълголетното гръбначно животно. Възрастта на гренландските акули се изчислява чрез анализ на тъканните слоеве в очите им, които се увеличават с времето, подобно на пластовете на лука. Открита е дори акула на възраст 392 години, а за друга се предполага, че може да е на цели 512 години.

Следователно различните животински видове със своите разнообразни генетични дадености силно се различават по продължителност на живота, но дори и при хората, въпреки почти еднаквите гени на цялото световно население, е доказано нееднократно, че продължителността на живота е сходна при близнаците и близките роднини, докато случайно избрани хора имат много по-големи разлики в това отношение.

Щом стареенето зависи поне донякъде от гените, решението е да се изолират онези гени, които контролират процеса. Има няколко възможни подхода.

Един от перспективните подходи е да се анализират гените на млади хора и да се сравнят с тези на възрастните. Когато двата вида гени се съпоставят с помощта на компютър, може лесно да се определи къде възникват повечето генетични увреждания, дължащи се на стареенето.

При автомобилите например стареенето засяга главно двигателя, където окисляването и амортизацията нанасят най-големи поражения. „Двигателите“ на клетката са митохондриите. В тях става окисляването на захарите, от което се получава енергия. При внимателен анализ на ДНК в митохондриите се вижда, че грешките са концентрирани точно там. Надеждата е, че един ден учените ще могат да възпрепятстват натрупването на грешки в митохондриите посредством възстановителните механизми на самите клетки и така ще се удължи полезният живот на клетките.

Томас Пърлз от Бостънския университет изследва гени на столетници, като изхожда от презумпцията, че някои хора са генетично предразположени да живеят по-дълго, и е идентифицирал 281 маркера на гени, които явно забавят стареенето и правят столетниците по-малко податливи на болести.

Механизмът на стареенето постепенно се разкрива^[64] и много учени изразяват умерен оптимизъм, че през следващите десетилетия може би ще се намери начин процесът да бъде контролиран. Изследванията показват, че стареенето вероятно се свежда до натрупването на грешки в ДНК и клетките и някой ден може би ще стане възможно тези увреждания да бъдат спирани и дори отстранявани. (Някои професори от Харвард имат толкова оптимистични очаквания за своята работа, че дори са основали фирми с надеждата да извлекат финансова изгода от ценните си лабораторни проучвания в областта на стареенето.)

Няма съмнение, че гените ни играят важна роля за определяне на продължителността на нашия живот. Проблемът е, че трябва да се установи кои гени участват в процеса, да се отстрани влиянието на средата и да се променят самите гени.

Един от най-древните митове относно стареенето е, че можем да постигнем вечна младост, ако пием от кръвта или смучем от душата на младите, все едно младостта може да се предава от човек на човек, както в сказанията за вампирите. Сукубът например е митично същество с облика на красива жена, която остава вечно млада, защото щом целуне някой мъж, изсмуква младостта му.

Съвременните изследвания показват, че в това може би има зрънце истина. През 1956 г. Клайв Маккей от университета „Корнел“ свързва кръвоносните съдове на два плъха — единият стар и немощен, а другият млад и жизнен. Ученият с удивление наблюдава как старият плъх видимо се подмладява, а с другия се случва обратното.

Няколко десетилетия по-късно, през 2014 г., Ейми Уейджърс от Харвардския университет повтаря експеримента. За своя изненада тя също установява подмладяване при мишките. След това изолира протеина GDF11, за който се предполага, че стои в основата на този процес. Получените от нея резултати са толкова впечатляващи, че списание „Сайънс“ ги определя като един от десетте най-големи пробива през годината. Но в периода след тази изключителна научна заявка други екипи, които също се опитват да повторят експеримента, получават нееднозначни резултати. Засега не е ясно дали GDF11 ще бъде ценно оръжие в борбата против стареенето.

Друг дискусионен случай касае човешкия хормон на растежа (HGH), който предизвиква истинска сензация, но твърденията, че той предотвратява стареенето, почиват на твърде малко надеждни изследвания. През 2017 г. резултатите от голямо проучване с над 800 участници, проведено от Университета на Хайфа в Израел, показват точно обратното: HGH може би намалява продължителността на живота. Освен това едно друго изследване сочи, че при генна мутация, с която се понижава нивото на HGH, животът на човека може да се удължи, което ще рече, че HGH има обратния ефект.

Тези изследвания са важен урок за нас. В миналото редица смели изказвания по отношение на стареенето са били опровергавани след внимателен анализ, а днес изследователите настояват, че всички резултати трябва да отговарят на изискванията за проверяемост, възпроизводимост и опровержимост, защото те са белег за истинска наука.

Днес виждаме наченките на една нова наука, чиято цел е да разкрие тайната на стареенето: биогеронтологията. Дейностите в тази област са изключително активни напоследък и включват перспективни изследвания на най-различни гени, протеини, процеси и вещества, включително F0X03, ДНК метилиране, mTOR, инсулиноподобен фактор на растежа, Ras2, акарбоза, метформин и алфаестрадиол. Всички те са обект на огромен интерес от страна на учените, но резултатите все още не са окончателни. Времето ще покаже кой е най-обещаващият способ.

Еликсирът на младостта, от който преди са се интересували мистиците, шарлатаните и самозваните лечители, днес занимава умовете на водещи световни учени. Въпреки че още не е открит лек против стареенето, специалистите проучват голям брой перспективни възможности. Те вече могат да удължават живота на някои животни, но остава да видим дали ще могат да направят същото и с хората.

Въпреки че изследователската дейност е изключително активна, все още сме далеч от разкриването на тайната на стареенето. Навярно един ден стареенето ще може да бъде забавяно и дори спирано чрез комбинация от няколко метода. Не е изключено следващото поколение да извърши решителния пробив. Водещият специалист по компютърни науки Джералд Съсман посочва: „Не мисля, че моментът е настъпил, но ще дойде скоро.^[65] За съжаление аз сигурно ще съм от последното поколение смъртни люде“.

Видяхме, че Аделайн не е във възторг от дара на безсмъртието и може би тя не е единствената, но много хора все пак искат да спрат стареенето. Ако влезем в кварталната аптека, ще видим цели рафтове, отрупани с най-различни продукти „против стареене“, предлагани без рецепта. За съжаление всички те са плод на богатото въображение на рекламните експерти, които искат да пробутат измислени илачи на наивните клиенти. (Според много дерматолози единствената ефективна съставка във всички тези средства „против стареене“ е хидратантът.)

Веднъж за едно предаване по Би Би Си, на което бях водещ, интервюирах случайни минувачи в Сентръл Парк в Ню Йорк. Въпросът ми към тях беше: „Ако в ръката си държах еликсира на младостта, бихте ли пили от него?“. За моя изненада всички интервюирани отговориха отрицателно. Много от тях коментираха, че старостта и смъртта са естествени неща. Просто така е устроен светът, а смъртта е част от живота, казваха те. След това отидох в един старчески дом, където много от обитателите страдаха от обичайните болежки и проблеми, свързани със стареенето. Някои имаха наченки на алцхаймер и не помнеха кои са и къде се намират. Когато ги попитах дали биха искали да пият от еликсира на младостта, всички с готовност отвърнаха: „Да!“.

Какво ще стане, ако решим проблема със стареенето?^[66] Когато (и ако) това се случи, дългият път към звездите може би няма да изглежда толкова непосилен. Безсмъртните биха възприели междузвездните полети по съвсем различен начин в сравнение с нас. За тях огромните периоди, необходими за построяването на звездолети и достигането на звездите, сигурно ще бъдат незначителна трудност. Както ние чакаме с месеци да дойде време за желаната ваканция, така и безсмъртните ще гледат на вековете, които ги делят от звездите, просто като на нещо досадно.

Трябва да подчертаем, че дарът на безсмъртието може да има едно нежелано последствие: значителна пренаселеност на Земята. Това би създало огромни проблеми с ресурсите, изхранването и енергийната обезпеченост на планетата и би довело до енергийни кризи, масова миграция, продоволствени бунтове и международни конфликти. Вместо да донесе щастие и хармония, безсмъртието ще предизвика нови световни войни.

Всичко това би ускорило масовото напускане на Земята, което ще даде облекчение на изселниците след всички проблеми с пренаселеността и замърсяването. Също като Аделайн, човечеството може би ще осъзнае, че безсмъртието не е дар, а проклятие.

Колко сериозен всъщност може да бъде проблемът с пренаселеността? Ще бъде ли застрашено самото съществуване на човешката раса?

През по-голямата част от световната история населението на планетата е било доста под 300 милиона души, но в резултат на индустриалната революция то постепенно нараства и през 1900 г. вече е 1,5 милиарда. В момента е 7,5 милиарда и се увеличава приблизително с един милиард на всеки 12 години. Според прогноза на ООН през 2100 г. жителите на Земята ще наброяват 11,2 милиарда. В един момент те може да превишат ресурсния капацитет на планетата, което ще доведе до продоволствени бунтове и хаос, както предвижда английският полит-икономист Томас Малтус още през 1798 г.

Всъщност пренаселеността е един от доводите, с които се обосновава необходимостта от усвояване на космоса. Но ако проучим въпроса по-внимателно, ще видим, че макар световното население да продължава да расте, темпото на нарастване намалява. ООН например няколко пъти ревизира прогнозите си в посока надолу. Много демографи предвиждат, че ще се оформи тенденция към нулев прираст на населението, който може да стане факт към края на XXI в.

За да разберем демографските промени, трябва да познаваме психологията на селянина. В бедните страни фермерите си правят проста сметка: всяко дете ги прави по-богати. Децата работят на нивата, а разходите по отглеждането им са много ниски. Подслонът и храната на село са почти безплатни. Но в града картината е съвсем различна. Там всяко дете прави семейството по-бедно. Вместо да работи на нивата, то ходи на училище. Храната за него се купува от магазина и струва скъпо. Детето живее в апартамент, а това също струва пари. Ето защо, ако селянинът започне да живее повече като гражданин, вече ще иска да има две деца, а не десет. А когато селянинът стане част от средната класа, ще гледа да се радва на живота и може би ще желае само едно дете:

Дори в страни като Бангладеш, където няма много развита градска средна класа, раждаемостта постепенно намалява. Това се дължи на образованието на жените. В много държави изследванията показват една отчетлива закономерност: индустриализацията, урбанизацията и образованието на жените водят до рязък спад на раждаемостта.

Други демографи твърдят, че съществуват два различни свята. В бедните страни с ниско ниво на образование и слаба икономика се наблюдава все по-висока раждаемост. В държавите с развита индустрия и обществен просперитет раждаемостта остава непроменена или дори намалява. Така или иначе, въпреки че все още съществува заплаха от взривно увеличение на световното население, тя не е толкова неизбежна или ужасяваща, колкото се е смятало преди.

Някои анализатори са загрижени, че скоро планетата няма да може да ни изхранва. Според други проблемът с изхранването всъщност е енергиен проблем. Ако има достатъчно енергия, може да се увеличи производителността на труда и производството на земеделски култури, за да се задоволи търсенето.

Неведнъж съм имал удоволствието да интервюирам Лестър Браун, един от водещите световни природозащитници и основател на известния институт „Уърлдуоч“, който е мозъчен тръст за Земята. Организацията внимателно следи продоволствената обезпеченост в света и състоянието на планетата. Притесненията на Лестър Браун са свързани с това дали световното население ще може да се изхранва, при положение че консуматорската средна класа все повече се увеличава. В днешно време стотици милиони хора в Китай и Индия стават част от средната класа, гледат западни филми и искат да подражават на западния начин на живот, за който е характерно неикономично използване на ресурсите, висока консумация на месо, влечение към големите къщи и луксозните стоки и т. н. Лестър Браун е загрижен, че наличните ресурси може да не са достатъчни за изхранването на населението като цяло, особено на хората, които се придържат към западния начин на хранене.

Той се надява, че в процеса на индустриализация бедните страни няма да последват историческия пример на Запада, а ще приемат строги екологични закони за опазване на природните ресурси. Времето ще покаже дали държавите по света ще се справят с това предизвикателство.

Виждаме, че напредъкът по отношение на забавянето и спирането на процеса на стареене може да окаже решаващо влияние върху астронавтиката. В резултат на този напредък вероятно ще се появят друг тип хора, за които огромните междузвездни разстояния няма да бъдат проблем. Те ще поемат предизвикателства, за чието преодоляване са нужни много години — например построяването на звездолети и осъществяването на космически полети, които отнемат векове.

Освен това опитите да се повлияе на процеса на стареене може да изострят проблема с пренаселеността на Земята, което би могло да ускори изселването от планетата. Ако тази пренаселеност стане непоносима, това може да подтикне звездните колонизатори по-бързо да напуснат Земята.

Все още е рано да се каже коя от тези тенденции ще преобладава през следващия век. Но като се има предвид темпото, с което се разкриват тайните на стареенето, промените може да настъпят по-рано от очакваното.

Освен биологичното безсмъртие има и дигитално безсмъртие, което повдига някои интересни философски въпроси. В дългосрочен план дигиталното безсмъртие може да се окаже най-ефективният способ за усвояване на космоса. Ако крехкото биологично тяло на човека не може да се справи с трудностите по време на междузвезден полет, има вариант към звездите да се изпраща само човешкото съзнание.

Когато се опитаме да възкресим историята на рода си, често възниква проблем. Информацията ни стига около три поколения назад, а по-нататък следите се губят. Повечето ни предци са живели и умирали, без да оставят никакво свидетелство за съществуването си освен своето потомство.

Но днес всеки от нас оставя след себе си множество дигитални следи. Достатъчно е например човек да прегледа транзакциите по кредитната ни карта, за да разбере кои държави посещаваме, каква храна обичаме, какви дрехи носим и къде учим. Към това можем да добавим постовете си в интернет, дневниците, имейлите, видеоклиповете, снимките и т. н. Въз основа на цялата тази информация може да бъде създадено наше холографско копие, което говори и се държи точно като нас и притежава нашите маниери и спомени.

Един ден може би ще има „библиотека на душите“. Вместо да четем книги за Уинстън Чърчил например, ще може да разговаряме с него. Това ще бъде проекция на Чърчил с характерните му мимики, жестове и говор. Дигиталната му същност ще има достъп до неговите биографични данни, съчинения и изказани мнения по политически, религиозни и лични въпроси. Ще бъде все едно разговаряме с живия Чърчил. Аз бих се радвал да поговоря с Алберт Айнщайн за теорията на относителността. А един ден нашите прапраправнуци ще могат да разговарят с нас. Това е една от формите на дигиталното безсмъртие.

Но дали това наистина ще бъдем „ние“? Ще бъде по-скоро машина или симулация с нашите маниери и минало. Душата, казват някои, не може да се сведе само до информация.

Какво би станало обаче, ако мозъкът ни бъде възпроизведен до последния неврон и по този начин се презапишат всичките ни спомени и чувства? След библиотеката на душите, следващото ниво на дигитално безсмъртие е проектът, Човешки конектом“ — амбициозно начинание за дигитализиране на целия човешки мозък.

Съоснователят на фирмата „Тинкинг Машинс“ Даниъл Хилис казва: „И аз, като всички хора, си обичам тялото,^[67] но ще се съглася и на силициево тяло, ако с него мога да живея 200 години“.

Всъщност има два различни подхода към дигитализацията на човешкия мозък. Единият се прилага в проекта „Човешки мозък“, в рамките на който швейцарците се опитват да създадат компютърна програма, която да симулира всички основни особености на мозъка, като вместо неврони се използват транзистори. Досега са успели да симулират „мисловния процес“ на мишка и заек за по няколко минути. Целта на проекта е да бъде създаден компютър, който може да говори смислено като нормален човек. Ръководителят на проекта Хенри Маркрам посочва: „Ако успеем да го направим както трябва, той ще има говорни умения, разум и поведение почти като на човек“.

Този подход може да се определи като електронен — той представлява опит да бъде възпроизведен разумът на мозъка посредством сложна система от транзистори с огромна изчислителна мощ. Но в САЩ в момента се прилага друг, биологичен подход, при който стремежът е да се картират невронните пътища в мозъка.

Става дума за инициативата „БРЕЙН“ (BRAIN — Изследване на мозъка чрез разработване на иновативни невротехнологии). Целта е да се проучи невронната структура на мозъка, клетка по клетка, й да се картират пътищата за всеки неврон. Тъй като в човешкия мозък има близо 100 милиарда неврона, всеки от които е свързан с около 10 000 други неврона, на пръв поглед изглежда невъзможно да се направи схема на всички неврони. (Дори сравнително простата задача да се картира мозъкът на комар предполага толкова много информация, че ако тя се запише на компактдискове, те биха запълнили цяла стая от пода до тавана.) Но благодарение на компютрите и роботите изпълнението на тази иначе досадна и невероятно тежка задача изисква значително по-малко време и усилия.

В този случай може да се използва така нареченият „кухненски метод“, при който мозъкът се разрязва на хиляди парченца и те се изследват под микроскоп, за да се реконструират връзките между всички неврони. Наскоро учени от Станфордския университет предложиха много по-бърз метод, известен като оптогенетика. При него първо се изолира протеинът опсин, който има отношение към зрението. Когато към съответния ген в даден неврон се насочи светлина, невронът се възбужда и генерира импулс.

Генът, отговарящ за синтеза на опсина, може да се имплантира в невроните, които искаме да изследваме — това става със средствата на генното инженерство. Ако насочим светлина към определена зона от мозъка на мишка, това възбужда невроните, контролиращи един или друг вид мускулна дейност, и тогава мишката извършва някакво действие, например хуква да бяга. По този начин може да се види точно кои невронни пътища контролират даден тип поведение.

Този амбициозен проект може например да помогне за разкриването на механизма на психичните заболявания, които са едни от най-тежките човешки болести. Картирането на мозъка може да послужи за изолирането на причинителя на дадено психично заболяване. (Например всички ние понякога си говорим сами, но само под нос. В този случай лявата част на мозъка, където е центърът на говора, „се допитва“ до префронталната зона на мозъчната кора. Но днес знаем, че при шизофрениците лявата част на мозъка се активизира, без да е получила „позволение“ от префронталната зона, която всъщност е зоната на съзнанието. Понеже лявата част на мозъка не комуникира с префронталната зона, шизофреникът си мисли, че гласовете, които „чува“, са истински.)

Въпреки тези нови революционни методи навярно ще са нужни още няколко десетилетия упорита работа, докато се състави подробна карта на човешкия мозък. Но когато това най-после бъде постигнато, вероятно към края на XXI в., ще можем ли например да вкараме съзнание в един компютър и да го изпратим към звездите?

Ако умрем, но нашият конектом продължи да съществува, значи ли това, че в някакъв смисъл сме безсмъртни? Ако съзнанието може да се дигитализира, значи ли това, че душата е само информация? Ако можем да запишем всички невронни мрежи и спомени от мозъка върху диск и после ги качим на суперкомпютър, дали така създаденият нов мозък ще функционира като истински? Дали ще бъде неразличим от истинския?

Според някои хора тази идея е отблъскваща, защото ако съзнанието ни бъде вкарано в компютър, ще останем цяла вечност заключени в безчувствена машина. Това е по-лошо от смъртта, казват те. В един епизод на „Стар Трек“ става дума за свръхразвита цивилизация и за извънземно същество, чието чисто съзнание се съхранява в светеща сфера. Преди много време извънземните се освободили от физическите си тела и заживели в такива сфери. Станали безсмъртни, но у един от тях се появило желание отново да има тяло, да си възвърне истинските усещания и емоции дори ако трябва насила да вземе тялото на някой друг.

Въпреки че идеята да живеем в компютър е неприятна за някои хора, няма причина в този случай да не можем да усещаме всичко онова, което усеща едно живо, дишащо човешко същество. Макар че конектомът ни ще се помещава в голям стационарен компютър, той би могъл да контролира робот, който изглежда точно като нас. Ще усещаме всичко, което усеща роботът, и на практика ще чувстваме, че живеем в истинско тяло, което дори може да притежава свръхспособности. Всичко, което вижда и чувства роботът, ще се препраща към стационарния компютър и там ще се влива в съзнанието ни. Няма да има разлика между това да контролираме робота аватар чрез стационарния компютър и това да бъдем „вътре“ в самия аватар.

По този начин ще стане възможно да се изследват далечни планети. Аватарът със свръхчовешки способности ще издържа на убийствено високите температури на обгорените от тамошното слънце планети, както и на изключително ниските температури на далечните заледени спътници. Компютърът, в който се намира конектомът, може да се качи на звездолет и да се изпрати към друга звездна система. Щом звездолетът стигне до подходяща планета, аватарът ще слезе и ще я изследва дори ако атмосферата й е отровна.

Друг, още по-усъвършенстван метод за вкарване на човешко съзнание в компютър предвижда специалистът по компютърни науки Ханс Моравец. Когато го интервюирах, той изтъкна, че методът не налага изпадане в безсъзнание.

Ето как си го представя той: лягаме на болнична количка до един робот. По хирургичен път от мозъка ни се изваждат отделни неврони и им се правят копия (във вид на транзистори), които се поставят в робота. Транзисторните неврони ще са свързани с мозъка ни посредством кабел. Постепенно от мозъка ни се изваждат все повече и повече неврони, а техни копия се вкарват в робота. Тъй като мозъкът ни е свързан с този на робота, ние оставаме в съзнание през цялото време, докато невроните ни се заменят с транзистори. Така в крайна сметка целият ни мозък с всичките му неврони се заменя от транзистори, без да губим съзнание. След като се направят копия на всичките ни 100 милиарда неврона, връзката между нас и изкуствения мозък се прекъсва. Ако погледнем към количката, ще видим бившето си тяло, което е вече без мозък; от този момент нататък съзнанието ни ще се помещава в робота.

Но остава въпросът: това наистина ли ще бъдем „ние“? Според повечето учени, ако роботът възпроизвежда нашето поведение изцяло до последния жест, ако всичките ни спомени и навици са останали в него непокътнати и ако между него и предишната ни личност няма никаква разлика, тогава би могло да се каже, че на практика това сме „ние“.

Както вече видяхме, междузвездните разстояния са толкова големи, че времето за достигане до дори най-близките до нас звезди би се равнявало на няколко човешки живота. Ето защо създаването на звездолети за няколко поколения, удължаването на живота и стремежът към безсмъртие вероятно ще играят много важна роля в изследването на вселената.

Освен въпроса за безсмъртието има и един по-кардинален въпрос: докъде трябва да стигнем не само в удължаването на живота, но и в усъвършенстването на човешкото тяло? Ако променим генетичните си дадености, пред нас ще се разкрият още по-големи възможности. Предвид бързия напредък в областта на неврокомпютърния интерфейс и генното инженерство навярно ще бъде възможно да се създаде подобрена версия на човешкото тяло с нови умения и способности. Един ден може би ще настъпи постчовешката епоха, която би предоставила най-добрите възможности за усвояване на вселената.

Във филма „Железният човек“ харизматичният индустриалец Тони Старк носи лъскава компютризирана броня с всевъзможни екстри: снаряди, куршуми, горелки и експлозиви. С този костюм слабият човек се превръща в могъщ супергерой. Но истинското чудо е от вътрешната страна на бронята му, където намират приложение най-новите компютърни технологии й всичко се управлява чрез директна връзка с мозъка на Тони Старк. Със скоростта на мисълта той може да се изстреля в небето или да се развихри с невероятния си арсенал от оръжия.

Колкото и фантастичен да е Железният човек, в днешно време е напълно възможно да се създаде нещо подобно.

Това не са просто разсъждения с академична цел — един ден може да се наложи да се промени и подобри човешкото тяло по кибернетичен път, или дори да се променят генетичните характеристики на човешката раса, за да могат нейните представители да оцеляват във враждебна екзопланетна среда. Трансхуманизмът не е направление в научната фантастика, нито е маргинално движение; той може да се превърне в съществен елемент от нашето съществуване.

Нещо повече: с течение на времето роботите ще стават все по-способни и може дори да надминат хората по интелект, затова би могло да се наложи хората да се слеят с тях, ако не искат да бъдат изместени от собствените си творения.

Нека да разгледаме тези възможни варианти, особено с оглед на изследването и колонизирането на вселената.

През 1995 г. светът е шокиран от новината, че Кристофър Рийв — красавецът, който изпълнява ролята на Супермен се е парализирал от врата надолу след злощастен инцидент. Актьорът, който в своето екранно превъплъщение е летял в космоса, е прикован завинаги към инвалидната количка и може да диша само с дихателен апарат. Той мечтае да си върне контрола върху крайниците си посредством съвременните технологии. Умира през 2004 г., само десетилетие преди мечтата му да се осъществи, но не за него.

През 2014 г. един човек ритва топка пред погледите на 1 милиард зрители, с което открива Световното първенство по футбол в Бразилия. Това само по себе си не е нищо особено. Впечатляващото е, че този човек е парализиран. Проф. Мигел Николелис от университета „Дюк“ е имплантирал чип в мозъка му. Чипът е свързан с портативен компютър, който контролира изкуствения външен скелет на пациента. Просто като използва мисълта си, този парализиран мъж може да ходи и да рита топка.

Когато интервюирах д-р Николелис, той ми каза, че като дете бил възхитен от кацането на Луната на астронавтите от „Аполо“. Искал и той да предизвика подобна сензация. Мечтата му се сбъдва, когато, благодарение на него, парализираният пациент бие първия шут на Световното първенство. За д-р Николелис този шут е своеобразен полет до Луната.

Веднъж интервюирах Джон Донахю от университета „Браун“, който е един от пионерите в тази област. Той сподели, че в такива случаи са нужни тренировки, все едно човек се учи да кара колело, но не след дълго пациентът вече може да контролира движенията на изкуствения си външен скелет и да върши някои прости неща (например да вземе чаша вода, да борави с домакински уреди, да управлява инвалидната си количка и да сърфира в интернет). Това е възможно, защото компютърът разпознава определени модели в мозъка, свързани с конкретни движения на тялото. Тогава компютърът активизира изкуствения външен скелет на пациента и електрическите импулси се превръщат в действия. Една от парализираните пациентки на Джон Донахю изпада във възторг, след като успява да вземе чаша газирана вода и да пие — нещо невъзможно за нея преди това.

Благодарение на научната дейност в университети като „Дюк“, „Браун“ и „Джонс Хопкинс“ радостта от движението става достъпна за хора, които отдавна са изгубили надежда, че някога ще могат да се движат отново. А Пентагонът осигурява над 150 милиона долара финансиране за програмата „Революционно протезиране“, по която се изработват подобни изделия за ветерани от Ирак и Афганистан, много от които имат гръбначни увреждания. В бъдеще хиляди хора, приковани към инвалидната количка или леглото — било заради война, автомобилна катастрофа, болест или спортна травма, — вероятно ще могат отново да използват крайниците си.

Освен изкуствения външен скелет друг възможен способ е биологичното подсилване на тялото, което би било полезно при живот на планета с по-силна гравитация. Тази възможност възниква, след като учените откриват ген, който предизвиква нарастване на мускулите. Откритието е направено за пръв път при мишки, чиито мускули набъбват в резултат на генна мутация. Медиите го кръщават „генът на якия мишок“. По-късно е открит и човешкият еквивалент, който е наречен „генът на Шварценегер“.

Учените, които изолират гена, отначало очакват той да привлече вниманието на лекари, чиито пациенти страдат от дегенеративни мускулни заболявания. За своя изненада те започват да получават обаждания от много културисти, които искат да се донапомпат. Повечето от тези културисти нямат нищо против, че изследванията са експериментални и страничните ефекти са неизвестни. Този способ се превръща в проблем за спортните деятели, защото използването му от спортистите се установява много по-трудно от другите видове допинг.

Контролирането на мускулната маса може да е важно при пребиваване на планета, чието гравитационно поле е по-мощно от това на Земята. Астрономите вече са открили много планети тип Свръхземя (твърди планети в границите на потенциално обитаемата зона, на които може дори да има океани). Те по принцип биха били подходящи за заселване, само че гравитационното им поле може да е с 50% по-мощно от земното. При това положение навярно ще се наложи подсилване на мускулите и костите.

Освен за укрепване на мускулите този вид технологии започва да се използва и за изостряне на сетивата. Хората, които страдат от определен вид глухота, днес имат възможност да ползват кохлеарни импланти. Тези прекрасни устройства преобразуват звуковите вълни, достигащи до ухото, в електрически сигнали, които се изпращат към слуховия нерв и оттам — към мозъка. Вече близо половин милион души са избрали да им бъдат имплантирани такива сензори.

А някои от хората с увредено зрение могат да ползват изкуствена ретина, която частично възстановява зрението. Това устройство може да се постави във външна камера или директно върху естествената ретина. То преобразува зрителните образи в електрически импулси, които после мозъкът трансформира обратно в зрителни образи.

Един такъв продукт е „Аргус 2“, който включва миниатюрна видеокамера, монтирана в очилата на пациента. Изображенията от камерата се подават към изкуствена ретина, която препраща сигналите към зрителния нерв. Това устройство създава образи от около 60 пиксела, а в момента се изпробва подобрена версия с резолюция 240 пиксела. (За сравнение, човешкото око може да долови еквивалента на 1 милион пиксела, а за идентифицирането на лица и познати предмети са необходими поне 600 пиксела.) Една немска фирма сега експериментира с 1500-пикселова изкуствена ретина и ако пробите са успешни, продуктът ще позволи на хората с увредено зрение да виждат почти нормално.

Пациентите, които използват изкуствени ретини, са удивени, че виждат цветове и силуети. Въпрос на време е да се създадат ретини, осигуряващи нормално зрение. Нещо повече: в бъдеще навярно ще стане възможно чрез изкуствени ретини да се възприемат „цветовете“ на неща, които са невидими за човешкото око. Например, когато човек се опари от горещ метален съд, това се дължи на факта, че нагретият съд не се отличава на външен вид от студения. Това е така, защото инфрачервеното топлинно излъчване е невидимо за нас. Може обаче да се създадат изкуствени ретини и очила, които възприемат инфрачервените лъчи — такива са например използваните в армията очила за нощно виждане. Тоест с помощта на изкуствени ретини бихме могли да виждаме топлинни образи, както и други видове лъчение, които не се виждат с просто око. Това свръхзрение би било изключително ценно при пребиваване на други планети. Условията в далечните светове ще бъдат коренно различни. Атмосферата може да е мрачна, мъглива или наситена с прах и примеси. Не е изключено да бъдат създадени изкуствени ретини с инфрачервени топлинни детектори за ползване по време на прашните бури на Марс. На далечните спътници крайно оскъдната слънчева светлина ще може да се усилва също с помощта на изкуствени ретини.

Може да се помисли и за устройства за възприемане на ултравиолетовото лъчение, което по принцип е вредно и може да предизвика рак на кожата, но е много разпространено във вселената. На Земята ние сме предпазени от силните ултравиолетови лъчи на Слънцето благодарение на атмосферата, но на Марс липсва такъв филтър. Ултравиолетовата светлина е невидима, затова може да бъдем облъчени с наднормени дози, без да разберем. Но ако астронавтите на Марс имат изкуствено свръхзрение, ще могат веднага да регистрират вредните нива на облъчване. На планета като Венера, която е постоянно забулена с плътна атмосфера, изкуствените ретини, възприемащи ултравиолетовата светлина, може да послужат за ориентиране в пространството (също както пчелите се ориентират в облачно време благодарение на ултравиолетовата светлина на Слънцето).

Други видове свръхзрение са телескопичното и микроскопичното зрение. С помощта на специални миниатюрни лещи бихме могли да виждаме далечни обекти или микроскопични образувания и клетки, без да се налага да разнасяме тежки телескопи и микроскопи.

Този вид технологии може да ни дарят и със силата на телепатията и телекинезата. Вече има чипове, които улавят мозъчните вълни на човека, дешифрират някои от тях и предават получената информация към интернет. Например колегата ми Стивън Хокинг страда от амиотрофична латерална склероза и е загубил всичките си двигателни функции, включително способността да си движи пръстите. В очилата му има чип, който улавя вълни от мозъка му и ги препраща към лаптоп и още един компютър. По този начин Стивън Хокинг може да пише с мисълта си, макар и бавно.

Това много се доближава до телекинезата (способността да се местят предмети чрез мисълта). С помощта на същата технология човешкият мозък може да се свърже директно с робот или друго механично устройство, което да изпълнява умствените му команди. Можем да си представим, че в бъдеще телепатията и телекинезата ще са нещо нормално; хората ще взаимодействат с машините просто чрез мисълта си. Със силата на ума си ще могат да включват осветлението, да стартират интернет, да диктуват писма, да играят видеоигри, да общуват с приятелите си, да си поръчват превоз, да пазаруват, да пускат филми — достатъчно е просто да си го помислят. По същия начин и бъдещите астронавти ще пилотират звездолетите си и ще изследват далечни планети. В пустините на Марс ще изникват градове благодарение на строителни ръководители, които ще контролират работата на роботите чрез мисълта си.

Разбира се, този процес на разширяване на възможностите не е нов, той е бил в ход през цялата човешка история. Открай време хората използват изкуствени средства, за да увеличат силата и влиянието си: облекло, татуировки, грим, украшения за глава, ритуални мантии, пера, очила, слухови апарати, микрофони, слушалки и т. н. За всички общества, изглежда, е характерен стремежът да се усъвършенстват биологичните дадености на човека, особено с оглед подобряване на шансовете за възпроизводство. Разликата между миналото и бъдещото използване на такива средства е, че при изследването на вселената те може би ще имат решаващо значение за оцеляването на хората в непривична среда. Един ден навярно ще настъпи епохата на съзнанието, когато хората ще контролират света около себе си по мисловен път.

Друго историческо постижение в областта на изследването на мозъка е първият запис на спомен. Учени от университета „Уейк Форест“ и Университета на Южна Калифорния прикрепили електроди към хипокампа на мишки, където се обработват краткотрайните спомени. Те записали импулсите от хипокампа, докато мишките изпълнявали прости задачи, например да се научат да пият вода от тръбичка. После, когато мишките вече забравили тази задача, записът стимулирал хипокампа им и те веднага си я спомнили. Правени са записи и на спомени на примати, а резултатите са подобни.

Следващата цел може да бъде да се запишат спомените на хора, страдащи от алцхаймер. Тогава ще може да им се постави „мозъчен пейсмейкър“ или „чип памет“, който ще захранва хипокампа им със спомени за това кои са, къде живеят и кои са им роднините. Военните проявяват сериозен интерес към това. През 2017 г. Пентагонът предлага субсидия от 65 милиона долара за разработването на миниатюрен усъвършенстван чип, който да може да анализира 1 милион човешки неврона, докато мозъкът комуникира с компютър и си създава спомени.

За тази технология са нужни още изследвания и подобрения, но има вероятност към края на XXI в. да стане възможно в човешкия мозък да се въвеждат комплексни спомени. По принцип би било възможно в мозъка „да се наливат“ умения и способности, дори цели университетски курсове, и така да се разширява човешкият потенциал почти неограничено.

Това вероятно ще бъде от полза за астронавтите на бъдещето. След пристигане на нова планета или спътник те ще трябва да научат и да запаметят множество подробности за новата среда и да усвоят много нови методи на действие. Вкарването на спомени в мозъка им би било най-ефективният начин за научаване на съвсем нова информация за далечните светове.

Но д-р Мигел Николелис иска да стигне много по-далеч. Той коментира пред мен, че постиженията в областта на неврологията рано или късно ще доведат до създаването на „брейннет“ (буквално: мозъчна мрежа), което е следващият етап в развитието на интернет. Вместо порции информация брейннет ще предава емоции, чувства, усещания и спомени в цялостен вид.

Това ще помогне за премахването на бариерите между хората. Често е трудно да разберем гледната точка на другия, неговите болки и страдания. Брейннет ще ни позволи директно да усещаме чуждите тревоги и страхове.

Това ще предизвика революция в развлекателната индустрия, съизмерима с появата на звуковото кино след ерата на немите филми. В бъдеще зрителите сигурно ще могат да чувстват емоциите на актьорите, да усещат болката, радостта и страданието им. А днешният тип филми ще отиде в архива.

Брейннет ще има важно значение за астронавтите на бъдещето. Те ще комуникират с другите заселници директно чрез мисълта си, мигновено ще обменят жизненоважна информация и ще се забавляват с напълно нов вид развлечения. Като се има предвид, че космическите мисии са потенциално опасни, всеки астронавт ще може да усеща душевното състояние на другия много по-добре от сега. При стартирането на нова мисия в опасна зона брейннет ще спомогне както за сплотяването на астронавтите, така и за разкриването на евентуални психологически проблеми от рода на депресия или тревожност.

Освен това умствените способности може да се подобрят чрез генно инженерство. Изследователи от Принстънския университет са открили у мишките ген (наречен „генът на умната мишка“), който подобрява способността им да се ориентират в лабиринт. Това е генът NR2B, който има отношение към междуклетъчната комуникация в хипокампа. Установено е, че мишките, които нямат NR2B, са с лоша памет и не могат да се оправят в лабиринт. Когато мишката има по-голям брой NR2B, паметта й се подобрява.

Същите изследователи правят и следния експеримент: пускат мишка в плитък леген с вода, в който има платформа под повърхността на водата, където мишката може да стъпи. След като веднъж е намерила платформата, умната мишка веднага запомня нейното местоположение и при следващо влизане във водата тръгва да плува право към нея. Обикновената мишка обаче не може да запомни къде се намира платформата и плува напосоки. Това показва, че паметта може да бъде подобрена.

Хората открай време искат да летят като птиците. Бог Меркурий имал малки крилца на шапката и на глезените си, с които можел да лети. Известен е и митът за Икар, който прикрепил птичи пера към ръцете си с помощта на восък, за да може да полети. И наистина полетял, но се приближил твърде много до слънцето. Восъкът се разтопил и Икар паднал в морето. Но технологиите на бъдещето в крайна сметка ще дарят хората със способността да летят.

На планета с разредена атмосфера и разнообразен релеф, каквато е Марс, най-удобният начин за придвижване може би е реактивната раница, която ни е добре позната от научно-фантастичните комикси и филми. Тя се появява още в първата книжка за Бък Роджърс в далечната 1929 г. — там Бък се запознава с бъдещата си приятелка, която се носи из въздуха с реактивна раница. В реалния живот такива раници са използвани в един случай през Втората световна война, когато нацистите имат нужда бързо да прекосят река, след като мостът над нея е разрушен. Като гориво за реактивните си раници те използват водороден прекис, който при контакт с катализатор (например сребро) бързо се възпламенява и така се отделя енергия и вода. Но при реактивните раници има няколко проблема. Основният е, че горивото стига само за половин до една минута. (В някои телевизионни репортажи от миналото се вижда как смелчаци се носят из въздуха с такива устройства, например по време на Олимпийските игри през 1984 г. Тези записи обаче са умело монтирани, а реално хората летят между половин и една минута, след което падат на земята.)

Решението е да се изобрети преносим енергиен пакет, който може да осигури енергия за по-продължителен полет. За съжаление в днешно време не разполагаме с такъв енергиен източник.

По същата причина не съществуват и бластери (като вид оръжие). Някое лазерно устройство би могло да изпълнява ролята на бластер, но ще му трябва ядрен реактор, за да му осигури необходимата енергия. Не е особено практично човек да носи ядрен реактор на гърба си. Така че реактивната раница и бластерът ще си останат в сферата на фантазиите, докато не бъде изобретен миниатюрен енергиен пакет, например нанобатерия, в която енергията се съхранява на молекулно ниво.

Друг вариант, който присъства в картините и филмите за ангели или човешки мутанти, е да се използват крила като на птица. На планети с гъста атмосфера би било възможно просто да подскочиш, да размахаш ръце с прикрепени към тях крила и да полетиш като птица. (Колкото по-гъста е атмосферата, толкова по-голяма е подемната сила, а това улеснява летенето.) Тоест мечтата на Икар би могла да се осъществи. Но птиците имат няколко предимства в сравнение с нас. Костите им са кухи, а телата им са доста тънки и малки в сравнение с размаха на крилата им. Човешкото тяло е с плътна и тежка структура. Размахът на човешките „крила“ ще трябва да е между 5 и 10 метра, а за извършването на маховете ще е необходима много по-мощна гръбна мускулатура от тази, която притежаваме. Технически е невъзможно да се извърши генна модификация, която да доведе до появата на крила при човека. Преносът дори на един ген е трудно осъществим в наши дни, та какво остава за стотиците гени, които са нужни за свястно крило. И така, макар че по принцип вариантът с ангелските крила не е невъзможен, все още сме много далеч от осъществяването му, а и резултатът няма да изглежда като грациозните създания от картините.

Преди се е смятало, че изменението на човешката раса чрез генно инженерство не е нищо повече от мечта на писателите фантасти. Но едно революционно нововъведение променя всичко. Откритията вече се правят с толкова бързо темпо, че учените организират спешни конференции, за да обсъдят как да забавят ставащите промени.

Откритията в областта на биотехнологиите в наши дни следват едно след друго с бясна скорост в резултат на появата на технологията КРАПРАГ („кратки палиндромни повторения, равномерно разпределени по групи“ — англ.: CRISPR), която дава възможност за евтино, прецизно и ефективно коригиране на ДНК. Преди години генното инженерство било бавен и непрецизен процес. Като пример можем да посочим генната терапия, при която в даден вирус се вкарва „добър ген“ (след като вирусът е бил обработен и е станал безвреден). После вирусът се вкарва в тялото на пациента, където бързо заразява клетките и внася съответната ДНК. Целта е ДНК да се вмъкне на правилното място в хромозомата, за да може „добрият ген“ да замени увредения клетъчен код. Някои широко разпространени болести — например сърповидно-клетъчната анемия, болестта на Тей-Сакс и муковисцидозата — се дължат на една-единствена грешка в ДНК на пациента. Учените се надявали, че тази грешка може да се коригира.

Резултатите обаче били разочароващи. В много случаи човешкият организъм възприемал вируса като опасен и предприемал „контранастъпление“, което имало вредни странични ефекти. Освен това „добрият ген“ далеч не винаги заемал правилната позиция. След един фатален инцидент в Пенсилванския университет през 1999 г. голяма част от експериментите в областта на генната терапия били прекратени.

С технологията КРАПРАГ се избягват много от усложненията. Всъщност основите на тази технология са положени още преди милиарди години. В миналото учените били озадачени, че бактериите имат много прецизни механизми за неутрализиране на вируси. Как успяват да различат смъртоносните вируси и да ги обезвредят? Оказва се, че бактериите разпознават подобни заплахи, защото самите те притежават частица от генетичния материал на вирусите. Това е все едно полицай да идентифицира заподозрян по снимката в досието му. Щом разпознае генетичния код и идентифицира вируса, бактерията го атакува на точно определено място, като по този начин го неутрализира и моментално пресича инфекцията.

Учените успяват да възпроизведат този процес, като заменят вирусната ДНК последователност с друга и после я вкарват в съответната клетка — и така се ражда геномната хирургия. КРАПРАГ скоро заменя старите методи в генното инженерство, вследствие на което генетичните корекции стават по-чисти, по-точни и много по-бързи.

Тази революция разтърсва света на биотехнологиите. „Всичко тотално се промени“^[68] казва Дженифър Дудна, един от пионерите. А Дейвид Вайс от университета „Емъри“ посочва: „Всичко това в общи линии стана за една година. Невероятно“.

Изследователи от института „Хубрехт“ в Холандия вече са успели да коригират геномна грешка, която причинява муковисцидоза. Това дава надежда, че ще се намери лек за много неизлечими генетични заболявания. Много учени се надяват, че в бъдеще някои от гените, свързани с определени видове рак, също ще могат да бъдат заменяни посредством технологията КРАПРАГ и така ще се спира нарастването на туморите.

Поради опасения за злоупотреби с тази технология специалистите по биоетика организират конференции за обсъждане на тази нова наука, защото страничните ефекти и възможните усложнения от нейното прилагане са неизвестни, и дават редица препоръки за ограничаване на изключително високото темпо на изследванията. По-специално те изказват загриженост, че технологията КРАПРАГ може да създаде възможност за генна терапия с полови клетки. (Има два вида генна терапия: със соматични клетки и с полови клетки. В първия случай се променят неполови клетки и получените мутации не се предават на следващото поколение. Във втория случай се променят полови клетки и модифицираният ген се наследява от всички потомци на дадения човек.) Ако липсва контрол, генната терапия с полови клетки би могла да промени генетичните дадености на човешката раса. Това означава, че когато стигнем звездите, може да се развият нови генетични клонове на човечеството. Обикновено това отнема десетки хиляди години, но чрез биоинженерството всичко може да се случи в рамките на едно поколение, ако генната терапия с полови клетки стане възможна.

Като обобщение можем да кажем, че мечтите на писателите фантасти за изменение на човешката раса с оглед колонизирането на далечни планети преди са се смятали за твърде нереалистични. Но след появата на КРАПРАГ тези дръзки мечти повече не могат да бъдат пренебрегвани. Необходимо е обаче да се направи задълбочен анализ на всички възможни етични последствия от прилагането на тази бързо развиваща се технология.

Разгледаните по-горе подходи са примери за трансхуманизъм — движение, което проповядва усъвършенстване на човешките умения и способности с помощта на технологиите. За да могат хората да живеят в далечни светове, може би трябва да претърпят механични и биологични изменения. Според трансхуманистите това не е въпрос на избор, а на необходимост. Тези изменения ще увеличат шансовете за успех на бъдещите колонизатори на планети с различна гравитация, атмосферно налягане, състав на атмосферата, температура, радиация и т. н.

Трансхуманистите смятат, че трябва да се уповаваме на технологиите, а не да се гнусим от тях и да им се противопоставяме. Те вярват, че човешката раса може да бъде подобрена. Човечеството е продукт на еволюцията, казват те, а нашите тела са следствие от случайни мутации. Защо да не усъвършенстваме тези приумици на природата чрез систематично използване на технологиите? Крайната цел на трансхуманистите е създаването на постчовека — нова, подобрена версия на човека.

Въпреки че идеята за промяна: на човешките гени не е по вкуса на някои хора, биофизикът Грег Сток от Калифорнийския университет в Лос Анджелис подчертава, че хората са променяли генетичните дадености на животните и растенията в продължение на хилядолетия. Той изтъкна пред мен в едно интервю, че това, което мислим днес за „натурално“, всъщност е резултат от интензивно селективно отглеждане. Нещата, които слагаме на трапезата си, съществуват благодарение на уменията на древните хора, които отглеждали растения и животни по начин, който задоволявал специфичните нужди на човека. (Днешната царевица например е генномодифицирана версия на някогашното растение и не може да се размножава без човешка намеса. Зърната й не падат сами — единственият начин е фермерите да ги ронят и да ги засяват, за да поникне нова царевица.) А разнообразните породи кучета, които виждаме около себе си, са продукт на селекция, започнала от един-единствен вид — вълка. Хората са променяли гените на множество растения и животни, защото са искали да имат кучета за лов, крави и кокошки за храна и т. н. Ако по някакво чудо изчезнат всички растения и животни, които хората са отглеждали през вековете, нашето общество ще бъде съвсем различно.

При положение че учените продължават да изолират гени, отговарящи за определени човешки черти, ще бъде много трудно да се попречи на опитите за манипулиране на тези гени. (Например, ако разберем, че интелектът на съседското дете е бил повишен по генетичен път, и ако то се съревновава с нашето, много трудно ще устоим на изкушението да направим същото и за своето отроче. А в професионалния спорт, където се въртят много пари, ще бъде изключително трудно да се попречи на спортистите да използват едно или друго средство за подобряване на постиженията си.) Д-р Сток смята, че въпреки етичните проблеми, които пораждат гениите „стимуланти“, не бива да отричаме гениите модификации, освен ако не са вредни. Нобеловият лауреат Джеймс Уотсън посочва: „Никой не се осмелява да го каже,[69] но ако можем да правим хората по-съвършени чрез добавяне на гени, защо не?“.

Поддръжниците на трансхуманизма предполагат, че когато човечеството срещне развити цивилизации в космоса, техните представители ще притежават умението да променят билогичните си тела, за да се приспособяват към условията на различни планети. Те смятат, че развитите извънземни цивилизации най-вероятно са си осигурили по-добро бъдеще в генетично и технологично отношение. Така че ако някога срещнем извънземни, не бива да се учудваме, ако се окаже, че са биологично-кибернетични същества.

Физикът Пол Дейвис отива малко по-далеч в разсъжденията си: „Моят извод е стряскащ. Според мен е много вероятно — даже неизбежно — биологичният разум да е преходно явление, временен етап от еволюцията на разума във вселената.

Ако някога срещнем извънземен разум, според мен е почти сигурно, че той ще е постбиологичен по своята същност, а това очевидно има огромно значение при търсенето на извънземен разум“.

Експертът от областта на изкуствения интелект Родни Брукс пише: „Очаквам, че към 2100 г.^[70] ще има много интелигентни роботи във всички области на човешкото ежедневие. Но хората няма да са нещо отделно от тях — те самите ще бъдат отчасти роботи и ще бъдат свързани с роботите“.

Дебатът за трансхуманизма всъщност не е нов, а датира от миналия век, когато са открити законите на генетиката. Един от първите изразители на тази идея е Джон Холдейн, който през 1923 г. изнася лекция (по-късно публикувана в книга) на тема „Дедал, или науката и бъдещето“, в която предрича, че генетиката може да послужи за усъвършенстване на човешката раса.

Днес много от идеите на Джон Холдейн изглеждат леко консервативни, но по онова време той си дава сметка за дискусионния характер на тези разбирания и признава, че може би изглеждат „неуместни и неестествени“ за хората, които се сблъскват с тях за пръв път, и все пак предполага, че в крайна сметка те ще ги приемат.

Основният принцип на трансхуманизма — а именно, че хората не са длъжни да се примиряват със своя „лош, жесток и къс живот“, щом науката може да облекчи страданията им, като подобри човешката раса — е формулиран за пръв път от Джулиан Хъксли през 1957 г., макар че самата идея съществува по-отдавна.

Има различни мнения относно това кои аспекти на трансхуманизма заслужават внимание. Някои смятат, че трябва да се съсредоточим върху механичните способи за усъвършенстване на човешкия род, например създаването на изкуствени външни скелети и специални очила за по-добро зрение, вкарването на масиви от спомени в мозъка и изобретяването на импланти за подсилване на сетивата. Относно генетиката едни казват, че тя трябва да служи за отстраняване на летални гени, други — че чрез нея трябва да се подсилват естествените способности, а трети — че тя трябва да помага за увеличаване на интелектуалния потенциал. Вместо да тръгнем по пътя на селекцията, за да подобрим определени генетични характеристики в рамките на няколко десетилетия (както в случая с отглеждането на кучета и коне), можем за едно поколение да постигнем каквото искаме чрез генно инженерство.

Бързият напредък в областта на биотехнологиите повдига множество етични въпроси. Позорната история на евгениката, част от която са нацистките експерименти за създаване на господстваща раса, е важен урок за всички, които проявяват интерес към изменението на човешките дадености. В днешно време е възможно например да се извърши генна модификация на кожни клетки от мишка, в резултат на което да се получат яйцеклетки и сперматозоиди, които после да се съчетаят и от тях да се роди здрава мишка. В бъдеще това сигурно ще се прави и с хора. Така много повече стерилни двойки ще могат да имат здрави деца, но от друга страна ще бъде възможно да се вземат чужди кожни клетки без позволение и от тях да се правят клонинги.

Някои наблюдатели посочват, че само богаташите и хората с власт ще бъдат в състояние да се възползват от този вид технологии. Франсис Фукуяма от Станфордския университет^[71] предупреждава, че трансхуманизмът е „една от най-опасните идеи“ и посочва, че ако се промени ДНК на потомците ни, това вероятно ще доведе до изменения в човешкото поведение, ще увеличи социалното неравенство и така ще подкопае демокрацията. Но историята на технологиите ни дава основание да очакваме, че макар богатите да са първите, които ще получат достъп до тези технологични чудеса, след време цената на съответните услуги ще падне и обикновените хора също ще могат да си ги позволят.

Според други критично настроени анализатори това може да е първата крачка към разцеплението на човечеството и да застраши самата същност на човека. Има вероятност в различни части на Слънчевата система да се заселят хора с различен тип генетични подобрения и постепенно всяка от тези групи да се превърне в отделен вид. Тогава би могло да се стигне до съперничество и войни между различните клонове на човечеството. Може дори да се постави под въпрос понятието Homo sapiens. Този важен проблем ще бъде анализиран в Глава 13, в която ще погледнем хиляди години напред в бъдещето.

В романа „Прекрасният нов свят“ от Олдъс Хъксли се разказва за създадената чрез биотехнологии висша раса на алфите, които по рождение са предопределени да ръководят обществото. Ембрионите на другите същества се лишават от кислород, затова тези същества стават умствено непълноценни и се възпитават да служат на алфите. На дъното на йерархията са епсилоните, които са предопределени за неквалифициран физически труд. Това е утопично планово общество, в което всички потребности се задоволяват посредством технологиите и на пръв поглед царува ред и спокойствие. Но всъщност цялата система се крепи върху безправието и нещастието на тези, които са осъдени да живеят на дъното.

Привържениците на трансхуманизма признават, че всички тези хипотетични сценарии трябва да се приемат на сериозно, но смятат, че в момента притесненията са само на академично ниво. Въпреки лавината от нови изследвания в областта на биотехнологиите повечето от тези неща следва да се разглеждат в по-широк контекст. Засега никой не прави „деца по поръчка“ и все още не са открити гените за много от личностните характеристики, които родителите биха желали за децата си. А може и изобщо да няма такива гени. В момента нито една човешка поведенческа особеност не може да бъде променена чрез биотехнология.

Много хора са на мнение, че засега няма изгледи трансхуманизмът да излезе извън контрол, защото този вид технологии е въпрос на далечното бъдеще. Но предвид високото темпо, с което се правят откритията, към края на века генното модифициране на хора може би ще се превърне в реална възможност, затова трябва да си отговорим на въпроса докъде искаме да стигнем с тези технологии.

Както съм писал и в други свои книги, в обществото действа така нареченият „принцип на пещерния човек“, който по естествен начин ограничава стремежа ни да променим своите дадености. Човешката същност не се е изменила много от появата на съвременния човек преди 200 000 години. Въпреки че днес разполагаме с ядрени, химически и биологични оръжия, основните ни желания са останали непроменени.

Какво искаме ние? Изследванията показват, че наред със задоволяването на основните ни потребности ние много държим на мнението на себеподобните си. Искаме да изглеждаме добре, особено пред противоположния пол. Имаме нужда от одобрението на своя кръг от приятели. Бихме се поколебали, ако трябва да извършим някаква драстична промяна със себе си, особено ако тя ще ни накара да изглеждаме различно от околните.

Затова най-вероятно бихме приели да усъвършенстваме човешките си дадености само ако това ще подобри положението ни в обществото. Въпреки че ще бъдем изкушени да увеличим потенциала си с генетични и електронни средства, особено ако трябва да излезем в космоса и да живеем при други условия, желанието за подобна промяна ще бъде в някакви рамки и това ще ни помогне да останем реалисти.

В първите комикси за Железния човек главният герой е доста тромав и непохватен на вид. Бронята му е едноцветна, обемиста и грозна. Прилича на ходеща консервна кутия. Малките читатели не се идентифицират с него, затова художниците решават да го преобразят изцяло. Бронята му става пъстра, лъскава и прилепнала по тялото и ясно подчертава стройната фигура на боеца Тони Старк. В резултат на това той става много по-популярен. Дори супергероите трябва да се съобразяват с принципа на пещерния човек.

В златните години на научната фантастика хората от бъдещето често се описват с гигантски, идеално гладки глави и малки тела. В други романи те представляват огромен мозък в аквариум. Но кой би искал да живее така? Мисля, че принципът на пещерния човек няма да ни позволи да еволюираме в същества, които смятаме за отблъскващи. По всяка вероятност ще предпочетем да удължим живота си и да усъвършенстваме паметта и интелекта си, без да променяме външния си вид. Например, когато играем игри в киберпространството, често имаме възможност да изберем аватар, който да ни представлява. Обикновено избираме такъв аватар, който ни кара да изглеждаме привлекателни или симпатични по някакъв начин, а не гротескни или отблъскващи.

Не е изключено всички тези технологични чудеса да ни направят лоша услуга, като ни превърнат в безпомощни деца, водещи безсмислен живот. В анимационния филм „УОЛ.И“ на „Дисни“ хората живеят в космически кораби, където роботите задоволяват всичките им прищевки. Роботите вършат цялата тежка работа и се грижат за всичко, а хората нямат какво друго да правят, освен да запълват времето си с глупости. Стават дебели, капризни и безполезни и през цялото време безделничат. Но аз мисля, че всеки от нас има здрав разум. Например много експерти предполагат, че ако наркотиците бъдат легализирани, може би около 5% от хората ще станат наркомани. Но останалите 95%, като видят пагубното въздействие на тези вещества, ще стоят далеч от тях и ще предпочетат да живеят в реалността, а не в измамния свят на наркотиците. По същия начин, когато технологията на виртуалната реалност се усъвършенства, ще има хора, които ще предпочетат да живеят в киберпространството вместо в реалния свят, но едва ли техният дял ще е преобладаващ.

Да не забравяме, че някога пещерните хора са искали да бъдат полезни и да помагат на другите. Това е закодирано в гените ни.

Когато за пръв път прочетох трилогията „Фондация“ от Айзък Азимов като малък, бях изненадан, че за 50 000 години хората не са се променили. Мислех си, че след толкова време те обезателно трябва да имат напълно усъвършенствани тела: гигантска глава, дребен и слаб торс и свръхспособности, както в комиксите. Но много от сцените в романа сякаш бяха взети от живота на Земята в наши дни. Сега, като се връщам мислено към тази велика книга, си давам сметка, че това може би се дължи на принципа на пещерния човек. Предполагам, че в бъдеще хората ще имат възможност да носят устройства, импланти и аксесоари, които им дават свръхспособности и необичайни умения, но ще ги носят само за кратко, а после ще свалят повечето от тях и ще взаимодействат по нормалния начин с останалите членове на обществото. А ако решат да си направят трайни подобрения, ще изберат такъв вариант, който ще се отрази положително на социалния им статус.

Когато през 1978 г. се ражда първото инвитро бебе на света Луиз Браун, тази технология е заклеймена от много свещеници и коментатори, които казват, че си играем на Бог. Днес по света има над 5 милиона души, родени по метода инвитро; вашата половинка или най-добрият ви приятел може да е един от тях.

Въпреки острите критики хората са решили да приемат тази процедура.

По същия начин, когато клонираната овца Доли се появява на бял свят през 1996 г., много анализатори отхвърлят клонирането като неморално и дори скверно. Днес обаче тази технология се приема от повечето хора. Веднъж попитах видния специалист по биотехнологии Робърт Ланза кога можем да очакваме първия човешки клонинг. Той изтъкна, че досега не е имало успешно клониране на примат, да не говорим за човек. Но предполага, че някой ден ще стане възможно да се клонират и хора. И ако това се случи, сигурно съвсем малка част от човечеството ще пожелае да бъде клонирано. (Може би това ще бъдат само богаташи без наследници или с не особено любими наследници. Ще се клонират и ще предадат богатството си на себе си, но вече като деца.)

Има остри възражения и срещу „децата по поръчка“ (англ.: designer children), които ще бъдат генномодифицирани по волята на родителите си. Но в днешно време е обичайна практика например да се създават по няколко инвитро ембриона и после да се изхвърлят тези с потенциално смъртоносна мутация (например с болестта на Тей-Сакс). По този начин, в рамките на едно поколение, леталният белег би могъл да се отстрани от генофонда.

След изобретяването на телефона през миналия век някои реакции били силно отрицателни. Изказвало се мнението, че е неестествено човек да разговаря само с някакъв си глас, вместо да общува лице в лице със своя събеседник, и че хората ще прекарват твърде много време в разговори по телефона и няма да отделят достатъчно внимание на децата и близките си. Това, разбира се, е вярно. Ние наистина прекарваме твърде много време в разговори „само с някакъв си глас“. Не отделяме достатъчно внимание на децата си. Факт е обаче, че много обичаме телефона и понякога го използваме за разговори с децата си. Обикновените хора (а не коментаторите) сами са решили, че искат тази нова технология. И в бъдеще хората сами ще решават докъде искат да стигнат с революционните технологии, чрез които би могла да се усъвършенства човешката раса. Единственият начин, по който би трябвало да се въвеждат тези спорни технологии, е след демократичен дебат. (Представете си за момент, че човек от епохата на Инквизицията попада в нашия съвременен свят. След като е свикнал с изгарянето на вещици и изтезаването на еретици, той сигурно ще заклейми цялата съвременна цивилизация като безбожна.) Това, което днес изглежда неетично и неморално, утре може да е съвсем нормално и естествено.

Във всеки случай, ако искаме да изследваме планетите и звездите, трябва да променим и да усъвършенстваме човешките си дадености, за да доживеем до края на пътуването. И понеже възможностите за благоустрояване на далечните планети са ограничени, хората ще трябва да се приспособяват към различни видове атмосфера, температури и гравитация. За това ще са необходими генетични и механични подобрения.

Дотук разгледахме само възможностите за усъвършенстване на човешката раса. Но какво би станало, ако в космоса срещнем разумни форми на живот, които са съвсем различни от нас? Още повече, ако срещнем цивилизации, които са милиони години по-напред от нас в технологично отношение?

А ако не срещнем такива цивилизации, как ние самите можем да станем развита космическа цивилизация? Въпреки че е невъзможно да се предскаже каква е културата и какво е обществено-политическото устройство на дадена развита цивилизация, има едно нещо, на което трябва да се подчиняват дори извънземните цивилизации — а именно, законите на физиката. И така, какво може да ни каже физиката за развитите цивилизации?