madshepherd

Category:

Заметки о космической фантастике #1. Где жить

Как правило, в мирах научной  фантастики люди живут везде. А если «везде» и не люди, то всё равно в  чужих землях хомо сапиенс, как правило, могут существовать без  скафандра. Заселены все звёздные системы с собственными именами, а часто  обитаемых планет по несколько штук в каждой системе. Для  художественного произведения это в порядке вещей и вопросов не вызывает,  потому что, как правило, для реализации идеи достоверность не нужна,  нужна правдоподобность.

А что же в реальности?

А реальность — бессердечная сука

Начну  с главного, что определяет условия в родной хате — со звезды. Все  известные нам звёзды делятся на несколько спектральных классов. Вот  основные:

Класс О — очень горячие (30000-60000  °K) голубые звёзды. Очень молодые (порядка десятков миллионов лет). По  причине молодости никаких планет у них быть не может, а если и захватят  какую планету-сироту, ничего хорошего бедняжку не ждёт.

Класс B  — горячие голубовато-белые звёзды. Примеры — β Ориона, то бишь Ригель, и  Плеяды. Ригель — звезда довольно известная, но, увы, безжизненная. Её  светимость — в среднем примерно 130000 солнечных. Дальнейшие  комментарии, полагаю, излишни, но я продолжу: Ригель, как и многие  другие звёзды класса B, вдобавок ещё и переменный, а его возраст — всего  8 млн лет, что исключает наличие родных планет – они попросту не успели  сформироваться. Захваченная же из космоса планета-сирота должна  обращаться вокруг него на расстоянии минимум 400 а.е. (для сравнения —  афелий Плутона всего каких-то жалких 50), причём из-за переменности  материнской звезды на ней с периодом примерно в 20 дней будет то жара,  то чудовищный холод. Год на ней будет длиться сотни лет. Бедные тамошние  детишки — они не знают, что такое день рождения. Впрочем, им бы вообще  выжить для начала под этим адским светилом...

Класс А  — это горячие белые звёзды. Типичный пример — всем известный Сириус,  крайне популярный и любимый фантастами. Увы, любителя фантастики тут  тоже ждёт разочарование: своих планет у Сириуса быть не может — слишком  молод. Жалкие 280 млн лет — для нормальной звезды это младенчество, а  для белых — пора зрелости, потому что они всего живут около миллиарда,  после чего превращаются в красных гигантов с понятным результатом для  всех окружающих объектов. В случае же Сириуса имеется ещё и спутник —  Сириус B, которые уже прошёл стадию гиганта и испепелил всё вокруг  (Сириуса С, к сожалению, не существует, догоны насвистели). Другими  словами, у Сириуса, скорее всего, планет попросту нет, а если и были,  давно прогорели. Если же он всё-таки ухитрился захватить из космоса  что-то блуждающее, то для приемлемой температуры расстояние от планеты  до него должно составлять 4,6 а.е. — это чуть ближе, чем от Солнца до  Юпитера. В принципе, нормальная орбита, но Сириус также испускает  сильное ультрафиолетовое и рентгеновское излучение — даже научная база в  таких условиях вряд ли будет располагаться на поверхности планеты.  Печаль, в общем. Не позагорать нам под белым солнцем пустыни.

Класс F  — жёлтые звёзды, чуть горячее Солнца. Типичный пример — Процион, не  совсем типичный — Канопус. Светимость Проциона — 7,7 солнечных, а  Канопуса — 15100, и вдобавок он, как и Сириус, очень любит рентгеновский  спектр. Располагающийся там по версии Фрэнка Герберта Арракис был бы  совершенно безжизненным каменным шаром, на который без экзоскелета выйти  смог бы разве что Супермен.

У Проциона и большинства остальных  F-звёзд шансов больше, но его потенциальные планеты слишком молоды  (около 1,7 млрд лет), и вряд ли встретят экспедиторов приятными  условиями. При этом на Проционе побывали и Сергей Снегов, и Ларри Нивен,  и ещё немало фантастов (и я вот тоже теперь), и это первые в нашем  списке места, где вообще возможно хоть какое-то существование  и терраформинг.

Класс G — жёлтые звёзды, к  которым относится и наше Солнце. Пока что это единственная звезда, на  планете у которой обнаружена жизнь, так что другие вопросы, полагаю,  излишни. Типичный пример такой звезды — это Альфа Центавра А, по которой  не потоптался только ленивый. И, собственно, не зря: это действительно  один из самых серьёзных кандидатов на наличие внеземной жизни. В ту же  копилку идёт Тау Кита, которая тоже гиперпопулярна в фантастике. Есть за  что.

Класс K — оранжевые звёзды. К таковым  относится, например, Эпсилон Индейца, Эпсилон Эридана, Альфа Центавра B и  ещё целый набор. Это тусклые холодные звёзды, которые, впрочем, вполне  могут поддерживать жизнь. Полуоси орбит обитаемых планет у таких звёзд  будут гораздо меньше, чем у Земли, а значит, и год короче. В остальном  они похожи на Солнце.

Класс M — красные карлики.  Собственно, весь список выше — это меньше 20% звёзд Млечного пути, а все  остальные — это как раз красные карлики. Наиболее известный пример  такого — Проксима Центавра.

В качестве исключения класс М имеют  красные гиганты вроде Бетельгейзе. Именно вокруг Бетельгейзе вращается  Сорора из оригинальной «Планеты обезьян». Увы, жизнь там вряд ли  возможна: её светимость — переменная, от 40000 до 100000 солнечных,  да к тому же звезда дышит на ладан и вполне может взорваться в ближайшие  годы (ближайшие — это не миллион лет, а гораздо меньше).

Если же  вернуться к красным карликам, то один только вопрос о том, насколько  вероятна жизнь на планете у такой звезды, уже генерирует ворох идей для  научной фантастики.

Во-первых, планет у таких звёзд известно  немало. А буквально недавно NASA устроило целую пресс-конференцию по  причине открытия в системе TRAPPIST-1 аж четырёх планет (присутствовали  пять астрономов и астрофизиков, которые с нескрываемым восторгом про эти  планеты рассказывали), в дополнение к трём имеющимся. Все семь планет  близки по размеру к Земле, и из них три находятся в обитаемой зоне.  Круто, однако.

Во-вторых, сама по себе такая планета достаточно  специфична. Период её обращения в случае TRAPPIST-1 составляет  от 6 до 12 дней — если несчастные дети Ригеля не празднуют день рождения  никогда, то здесь ребятишки уподобляются мальчику из анекдота, который  пожелал праздновать его каждый день и умер через два месяца. Планеты эти  из-за близости к звезде оказываются в приливном захвате, подобно  Меркурию, и всегда обращены к светилу одной стороной. Что творится  на её поверхности — можете себе представить.

Есть, однако, и куча  проблем. Первая – это, разумеется, приливный захват. Вечный день на  одной стороне и вечная ночь на другой – жить, скорее всего, можно либо  под землёй, либо в зонах вдоль колеблющегося из-за либраций терминатора.  Вторая – вспышки. Красные карлики – нестабильные звёзды, они часто  вспыхивают, буквально сдувая атмосферу со своих планет. С понятными  последствиями.

Может ли человек существовать на такой планете без  скафандра? Чёрт его знает, дебаты по этому поводу пока не утихают. Но  ведь и смысл научной фантастики именно в том, чтобы пытаться ответить на  такие вопросы.

Планета Шелезяка. Воды нет. Полезных ископаемых нет. Населена роботами

Ну,  со звёздами вроде бы разобрались. А планеты? Тут тоже беда бедой. Даже  если планета лежит в обитаемой зоне, это ещё ничего не значит.

Для  начала у неё должна быть приемлемая гравитация. Приемлемая — это  1±0,05g. Разумеется, речь идёт о постоянном проживании, а не сезонном.

На  планетах со слишком маленькой гравитацией, как, к примеру, у Марса,  человеку придётся львиную долю времени отводить на физические  упражнения, а его дети будут высокими и тонкими, и с каждым поколением  всё менее приспособленными к жизни на более тяжёлых и крупных планетах.  Были они смуглые и золотоглазые... В конце концов при визитах на Землю  им придётся передвигаться в инвалидной коляске или надевать экзоскелет.  Кроме того, у таких планет большие проблемы с удержанием плотной  атмосферы: на Марсе, к примеру, давление составляет всего 1 (один)  процент от земного, и «чудовищные марсианские ураганы» — выдумка, хотя в  условиях низкой гравитации там есть вполне реальные пыльные бури. На  что будут похожи приспособившиеся люди в условиях такой маленькой  планеты — страшно даже подумать, не то что писать. 

Хотя вот Кир  Булычёв, например, не парился. Второй капитан у него — марсианин,  и он действительно высок и худощав. Это именно то, что можно назвать  художественным допущением: да, в реальности всё выглядело бы иначе.  Но и книга-то совсем про другое.

Низкая плотность атмосферы  создаёт другую неприятность – радиацию. Именно атмосфера вносит основной  вклад в защиту от космического излучения, магнитные поля – лишь  второстепенное. Нет атмосферы или она сильно разрежена – привет,  Фоллаут. Поэтому лично у меня проекты по терраформированию Марса  вызывают здоровый скепсис. Превратить углекислый газ в его атмосфере в  кислород ещё куда ни шло, а откуда возьмутся ещё четыре квинтиллиона  килограмм воздуха? Чёрт его знает.

На планетах со слишком большой  гравитацией (а подавляющее большинство открытых на сегодня экзопланет  гораздо больше и тяжелее Земли) возникают другие проблемы. Помимо того,  что тело стало тяжелее и требует больше энергии (а значит, дети  колонистов станут меньше ростом), есть другая, куда более важная  проблема: тяжелее стала и кровь, которую качает сердце. А приспособлено  оно к другим, более щадящим условиям, и рано или поздно надорвётся. То  есть без имплантов или биологической адаптации жизнь колонистов сильно  сократится. И да, в конечном итоге они тоже будут мало похожи на людей.

Пирр в «Неукротимой планете» Гарри Гаррисона обладает двойной гравитацией, но пирряне — мускулистые громилы.

Большое  влияние имеет наклон оси. Если он маленький — на планете гораздо менее  выражены сезонные изменения, а температурный градиент более широк. Это  означает, что если планета получает от своего солнца столько же тепла,  сколько Земля, то экваториальные пояса на ней более жаркие, а полюса —  более холодные, чем на Земле. В отдельных случаях перепад температур  может быть таким, что жить на планете получится только в умеренных  широтах.

Если же наклон оси большой, как, например, у того же  Пирра — сорок градусов, то колебания климата там огромные (что,  собственно, и описывает Гаррисон). Тут вопрос стоит уже о том,  возможна ли вообще на такое планете высокоразвитая жизнь.

Дальше –  магнитное поле. Если его у планеты нет, как, например, у Марса, то…  нет, от радиации колонисты не станут икс-менами. Основную долю защиты от  космического излучения вносит атмосфера. Но отсутствие магнитного поля  позволит солнечному ветру выдувать из неё лёгкие газы, в том числе  водяной пар, что, по-видимому, в итоге приведёт к венерианскому курорту.

Короче  говоря, рамки человеческого комфорта настолько узки, что вероятность  встретить две пригодные для жизни планеты в одной системе потрясающе  низка. У красного карлика ещё может быть (если там вообще возможна  человеческая колония), а вот у более крупных звёзд планеты должны  подчиняться правилу Тициуса – Боде, то есть их орбиты подчиняются  определённой закономерности. Во всяком случае, зона обитаемости довольно  узкая, и влезть в неё двум планетам очень сложно. 

Зато можно  утверждать наверняка, что при подходящих условиях на планете почти  наверняка есть жизнь и, как следствие, биосфера. Каждое новое открытие в  области абиогенеза снова и снова показывает, что зарождение жизни –  процесс отнюдь не случайный, а закономерный. На каком уровне будет  находиться эта жизнь – вопрос уже куда более сложный. Если встретить  архей и простейших можно почти наверняка, трилобитов-динозавров -  возможно, то существование хомо сапиенс занимает крошечный период  истории Земли, а существование цивилизации и того меньше. Какова  вероятность, что вы наткнётесь на планету, где успела развиться разумная  жизнь? Очень маленькая. 

Однако в целом ничто не мешает жизни  развиться и при 1,5g, например. Человеку на этой планете будет  находиться неприятно, это верно, а вот местные эволюционировали и  приспосабливались именно к таким условиям. Какими они будут – сложный  вопрос. Но будут наверняка.

Из хороших новостей – планет в  обитаемой зоне обнаружено немало. Из плохих – подобных Земле среди них  мизер. Однако надо понимать, что нынешние методы обнаружения экзопланет  не слишком эффективны. Единственный из них, обеспечивающий высокую  достоверность – это транзитный метод, то есть наблюдение за изменением  яркости звезды при прохождении планеты по её диску. Несложно догадаться,  что если орбита планеты находится под большим углом и не пересекает для  земного наблюдателя диск планеты, обнаружить её так не получится.

Однако  и таким способом экзопланет нашли уже сотни. Если вспомнить про ошибку  выжившего – почти наверняка в космосе полно планет, подобных Земле, и  многие из них не менее наверняка лежат в обитаемых зонах.

При этом  главные кандидаты на наличие жизнепригодных планет – звёзды классов G и  K – составляют меньше 10% от общего количества. Что? Парадокс Ферми?  После всего вышеописанного представляется странным, что в него вообще  кто-то верит. Для тех, кто незнаком с понятием: парадокс Ферми — это, в  двух словах, вопрос «а где инопланетяне, чёрт побери?». Если даже  предположить, что сверхсветовое перемещение возможно, можно смело  сказать, что вряд ли космос кишит цивилизациями, как в каждой уважающей  себя 4Х-стратегии. Скорее всего, он попросту пустой.

Ну и на закуску вот вам имена ближайших звёзд и планет.

Error

Anonymous comments are disabled in this journal

default userpic