Ожидание солнечных бурь

Джозеф Пелтон — американский ученый и журналист, автор книг и статей о том, как предотвратить угрозы, исходящие из космоса. Предлагаем читателю сокращенный перевод его статьи на портале ROOM о том, как мы можем защититься от грядущего солнечного шторма

Фото: nasa.gov
Фото: nasa.gov
+T -
Поделиться:

После десятилетий поиска далеких планет, способных поддерживать разумную жизнь, мы начинаем понимать, что они могут оказаться исключительной редкостью во Вселенной. В англоязычной литературе подобные планеты принято называть «мирами Златовласки» (Goldilocks worlds): девочка из сказки, известной также как «Маша и три медведя», оказавшись в медвежьей берлоге, выбирала себе чашку, стул и кровать, которые были бы ей как раз впору. Нам тоже хотелось бы найти планету, где не слишком холодно и не слишком жарко, где есть жидкая вода, а магнитное поле защищает ее обитателей от радиации и корональных выбросов массы собственной звезды. И тут есть любопытный аспект: а насколько хорошо мы защищены от этого на нашей Земле?

Затишье перед бурей

Мы, люди, очень легкомысленно относимся к естественной системе безопасности, с помощью которой наш секстильонотонный космический корабль защищает нас от солнечных штормов, комет, астероидов и космических лучей. Так называемые корональные выбросы массы (КВМ) летят к Земле со скоростью в миллионы километров в час. Если бы один из таких выбросов обрушился на планету на полной скорости, возникший электромагнитный импульс во много раз превзошел бы по мощности термоядерный взрыв.

За последние полвека человечество осознало опасность столкновения с астероидом или кометой, и ООН учредила Международную группу астероидной тревоги (International Asteroid Warning Network). Чего у нас пока нет, так это глобального осознания куда более серьезной опасности, которая к тому же нарастает со временем. Мощный КВМ, который обрушит на Землю миллионы тонн заряженных частиц, повергнет мировую экономику и инфраструктуру в руины. «Монреальское событие» 1989 года и «Халлоуинское событие» в Скандинавии в 2003-м показали нам, что эта космическая угроза реальна и способна повлиять на историю человечества.

На сегодняшний день фактически не существует никаких программ защиты от подобных событий, и их разработка не ведется. Национальная разведка США включила эту потенциальную катастрофу в список так называемых «черных лебедей» — непредотвратимых событий, способных иметь непоправимые глобальные последствия. Cтраховой синдикат Lloyd's оценил возможный урон от такой катастрофы в $ 2,7 трлн; о числе возможных человеческих жертв он умалчивает.

Буря надвигается

Весьма вероятно, что уязвимость планеты резко возрастет в ближайшем будущем. Причина в том, что наша естественная защита — пояса Ван Аллена, удерживаемые магнитным полем Земли, — находятся под угрозой резкого ослабления. Последние спутниковые данные исследования магнитосферы планеты подтверждают то, о чем ученые давно подозревали: магнитное поле Земли находится в процессе перемены полярности. Северный магнитный полюс сместился к Сибири и продолжает стремительное движение на юг. Моделирование, проведенное в 2015 году в Институте Макса Планка в Германии, указывает, что во время этой перемены полярности пояса Ван Аллена сохранят не более 15% своего защитного потенциала.

Это означает гигантский риск для электрических сетей, коллапс спутниковых систем связи, глобальной навигации и точного времени, нарушения работы интернета и автоматических систем взлета-посадки авиалайнеров. Уязвимость будет тем больше, чем более значительная доля мирового населения живет в городах: на сегодняшний день эта доля составляет 70%, и она ежегодно увеличивается. Для этой части человечества электромагнитная буря несет угрозу голода, нехватки воды, разрушения транспортных систем и здравоохранения.

Международные агентства, занимающиеся мониторингом и предупреждением космических угроз от комет и астероидов, по существу говорят нам: «Мы ничего не можем сделать, чтобы защитить планету от КМВ. Речь может идти только о разработке системы мер по восстановлению разрушений, причиненных подобными катастрофами».

Задача этой статьи — заявить о том, что это неправда.

Как укрыться от бури

Уже сейчас существуют технологии, которые позволят разместить в точке Лагранжа L1 систему, способную защитить Землю от КВМ и космических лучей, чем обеспечить выживание человечества, каким мы его знаем сегодня. Нельзя обещать, что постройка такой системы обойдется дешево: ее стоимость может быть того же порядка, что и затраты на МКС.

В отличие от МКС, мегаструктура, которую предлагается разместить в точке Лагранжа, не будет просто космической игрушкой и символом международного сотрудничества — это будет установка, способная защитить человеческую цивилизацию и принести в будущем огромный экономический эффект. В ее проект может быть заложена возможность двойного использования: как энергетическая установка или как промежуточная станция для перелетов к Луне и Марсу.

В основе проекта лежат легкие — паутинообразные или надувные — электрически заряженные конструкции. Представляется возможным создать кластер подобных структур, обеспечивающих магнитное поле порядка 1-2 тесла, что достаточно для защиты от радиации и КВМ. Для сравнения: магнитное поле, генерируемое в медицинских установках для МРТ, примерно втрое сильнее.

Концептуальная схема космической конструкции, обеспечивающей зону радиационной безопасности

Конструкция, размещенная в точке Лагранжа между Солнцем и Землей, будет удерживаться на месте с помощью ионных двигателей, питаемых солнечными батареями. При положении в полутора миллионах километров от Земли конструкция, способная защитить всю планету, не обязана быть очень большой.

Предстоит, конечно, решить множество частных инженерных проблем. Можно ли заранее учесть в конструкции возможности ее двойного использования? Будут ли паутинообразные структуры достаточно долговечны, или следует отдать предпочтение надувным конструкциям, подобным тем, что используются Bigelow Aerospace для их коммерческих космических аппаратов?

Надувные конструкции, используемые Bigelow Aerospace для космических аппаратов, могут быть использованы для создания системы защиты Земли от солнечных бурь

Сочтемся славою

Невозможно без трепета думать об установке, способной спасти человеческую расу от солнечной угрозы. Один из моих предков, Лестер Аллан Пелтон, удостоенный места в Галерее славы изобретателей, не только придумал «пелтоновское водяное колесо», но и адаптировал идею для создания первой в мире гидроэлектрической турбины — фундаментальной технологии, которая и поныне снабжает человечество электроэнергией. С почтением к его памяти я выражаю надежду, что идея Пелтоновского космического щита и транспортного терминала (PSSTT) поможет людям по-новому взглянуть на то, что мы можем сделать, чтобы спасти нашу Землю, нашу цивилизацию и наше будущее.

Когда кто-то говорит мне: «Псссст, на что ты растратил свою жизнь?!» — надеюсь, что однажды я смогу ответить, что благодаря мне ученые и инженеры задумались о том, чтобы построить PSSTT.

Мне кажется, что пора переосмыслить задачи космических агентств. Слишком долго они двигались на автопилоте, и настало время взяться за штурвал управления. Нобелевский лауреат Джозеф Стиглиц, обращаясь недавно к руководству Организации экономического сотрудничества и развития, сказал, что новой миссией ученых и инженеров должна стать «планетарная защита». Настало время подумать о том, какие технологии надо задействовать для того, чтобы спасти Землю и человеческий род. Для космических агентств пришел момент, когда им следует вспомнить о своей поистине центральной задаче — «спасти планету».

Перевод публикуется в рамках совместного проекта «Сноба» и ROOM.