7 землеподобных планет, жидкая вода, идеальные условия — и цивилизация всё равно гибнет через 45 лет. NASA переосмыслила, где вообще возможна жизнь

Поиски внеземной жизни обычно начинаются с простого вопроса: есть ли у звезды такая орбита, где на каменистой планете может существовать жидкая вода? Такой участок называют зоной Златовласки, или обитаемой зоной. Логика понятна: если условия напоминают раннюю Землю, шансы на жизнь выше. Но такой подход хорошо работает только до тех пор, пока речь идёт об одной планете. Как только цивилизация выходит в космос и начинает осваивать соседние миры, одной температуры уже мало. Пригодной или непригодной приходится считать не отдельную точку, а всю планетную систему целиком.

Именно такую задачу предложил рассмотреть астробиолог Калеб Шарф из исследовательского центра НАСА имени Эймса. В своей работе он вводит понятие межпланетной обитаемой зоны. Новая схема пытается ответить уже на другой вопрос: в каких системах технологическая цивилизация сможет не только возникнуть, но и выжить после выхода за пределы родной планеты.

В классической модели всё относительно просто. Планета либо находится на подходящем расстоянии от звезды, либо нет. В новой работе картина становится многомерной. Шарф предлагает учитывать четыре параметра: доступность энергии, радиационные риски, сложность перелётов и запас ресурсов. Первые два слова звучат абстрактно, но за каждым критерием стоит вполне практический расчёт: хватит ли цивилизации энергии, сможет ли она добывать материалы, не погубит ли её излучение и насколько трудно будет перемещаться между мирами.

С энергией ситуация не такая простая, как кажется. Близость к звезде даёт больше света, а значит, на первый взгляд должна помогать развитию технологий. Но у такого преимущества есть оборотная сторона. Солнечные панели при высоких температурах работают хуже. Получается парадокс: ближе к светилу можно собрать больше излучения, но преобразовать его в полезную энергию становится труднее. В слишком горячих областях выигрыш уже не выглядит безусловным.

С радиацией возникает другой компромисс. Внутренние области системы сильнее облучаются частицами, которые связаны с процессами внутри звезды. Более далёкие орбиты избавляют от части такого воздействия, но там усиливается влияние галактических космических лучей. Полностью безопасной области не получается ни вблизи звезды, ни далеко от неё. Меняется не сама проблема, а источник угрозы.

Третий параметр связан с транспортом. Для любой межпланетной экспансии важно, сколько энергии нужно, чтобы добраться из одной точки системы в другую. В небесной механике такую величину обычно описывают через дельта-v, то есть необходимое изменение скорости. Чем оно больше, тем тяжелее перелёт. На итог влияют расстояние, время полёта, ускорение и торможение, но особенно важна гравитация планеты, с которой приходится взлетать. Крупные миры в таком смысле неудобны: сильное притяжение делает старт дорогим по энергии и превращает планету почти в ловушку.

Четвёртый фактор касается сырья. Любой выход в космос требует материалов: металлов, соединений, топлива, конструкционных элементов. Особенно важными в такой картине становятся астероиды. До них сравнительно легко добраться, а слабая гравитация упрощает добычу и вывоз ресурсов. Поэтому астероидные пояса в модели выступают как один из главных опорных элементов будущей космической экономики.

Чтобы проверить, как все эти параметры работают вместе, Шарф построил симуляцию. В неё запустили тысячу цифровых агентов. Каждые шесть месяцев каждый агент должен был выбирать одно из действий: остаться на месте, добывать ресурсы, размножаться или переселяться. Модель не изображает людей буквально, но позволяет посмотреть, как технологическая цивилизация могла бы развиваться в разных типах планетных систем, если на её решения одновременно давят энергия, радиация, логистика и ресурсная база.

Для Солнечной системы расчёт дал любопытную последовательность. Продвижение шло сначала к Марсу, затем к поясу астероидов и только потом к Луне. Такой результат интересен сам по себе, потому что споры о порядке будущего освоения околоземного пространства идут давно: часть специалистов считает естественной следующей целью Луну, часть делает ставку на Марс. В рамках этой модели более привлекательной ранней целью оказался именно Марс, а затем астероиды как источник сырья.

Есть и другой пример - более любопытный. Речь идёт о системе TRAPPIST-1, где вокруг красного карлика обращаются семь каменистых планет размером с Землю. Раньше такая система считалась одним из самых интересных кандидатов для поиска жизни, потому что сразу несколько планет там находятся в области, где теоретически может существовать жидкая вода. Но в модели межпланетной обитаемости картина вышла гораздо мрачнее.

По расчётам Шарфа, развитая цивилизация в системе TRAPPIST-1 в обычных условиях не выживает дольше 45 лет. Главная причина - радиация. Более того, в симуляции устойчивое существование становилось возможным только в случае, если уровень облучения искусственно уменьшали вдвое. При таких вводных шансы на появление и сохранение технологической цивилизации там выглядят крайне низкими.

Главный вывод работы не в том, что одна система хорошая, а другая плохая. Шарф предлагает сменить сам угол зрения. Для оценки перспектив жизни уже недостаточно смотреть только на орбиту одной планеты и температуру на её поверхности. Если цивилизация способна строить технику, добывать сырьё и перемещаться между мирами, в расчёт приходится включать всю архитектуру системы: звезду, радиационную среду, планеты, астероиды и энергетические ограничения перелётов.

Чем больше астрономы находят миров у других звёзд, тем важнее становится вопрос не только о том, где может возникнуть жизнь, но и где она способна пройти следующий этап. Для человечества расчёты выглядят скорее обнадёживающе: текущая траектория расширения по Солнечной системе, по крайней мере в рамках модели, не выглядит тупиковой. А вот история с TRAPPIST-1 показывает, что даже система с несколькими потенциально обитаемыми планетами может оказаться куда менее дружелюбной, если посмотреть на неё шире.