Столкновение кометы с Землей, кадр из фильма
Все-таки не удержусь, чтобы не написать один абзац про “Не смотрите наверх”. Картина представляет собой сатиру на современное политическое и социальное устройство США, и сюжет двигается по следующим из этого законам. Возможности других космических государств от всего Европейского космического агентства до России (несколько сотен межконтинентальных баллистических ракет с ядерными боезарядами), Китая (примерно сотня МБР), Индии (несколько десятков) или даже Северной Кореи (неизвестное количество) сюжетно ограничиваются одной небольшой и неудачной попыткой на Байконуре. Не говоря о том, что человечество уже давно направляет плоды своего труда на траектории столкновения с другими небесными телами и первую миссию по отработке технологий изменения орбиты астероида запустило примерно за месяц до выхода фильма. Так что когда действительно угрожающие нашей планете астероид или комета появятся, у землян будут не только технологии, но и опыт аналогичных действий.
Но ладно, допустим, Земле угрожает неотвратимый астероид/комета или дождь из превратившейся в поток астероидов Луны. Здесь стоит отметить, что очень важным будет запас времени. Полгода из “Не смотрите наверх” или два года в “Семиевии” — это очень небольшие сроки, за которые даже в условиях военного положения и направления всех ресурсов на выживание, сделать можно будет не очень много. Сложные технические проекты, которыми человечество по-настоящему может гордиться, шли более длительное время: от попавших в СССР “Фау-2” до первого спутника прошло 12 лет, лунная программа “Аполлон” заняла 8 лет до первой высадки, советская ядерная программа длилась примерно 7, американский “Манхеттенский проект” — примерно шесть.
Уже под землей
Про катакомбы Парижа слышали многие, но если вы откроете список “подземных городов”, то удивитесь его длине. Впрочем, в большинстве случаев это всего лишь подземные переходы между зданиями или размещенные под поверхностью торговые центры. Большинство из них без расширения не позволят накопить сколько-нибудь серьезные ресурсы, чтобы пережить ад на поверхности, и не выдержат “поражающих факторов” астероида — ударную и сейсмические волны, а также цунами. По тем же причинам весьма сомнительна эффективность использования в качестве долговременного убежища метро, как правило, там постоянно приходится бороться с грунтовыми водами.
Из уже подготовленных природой убежищ нельзя не отметить пещеры, из которых не менее двадцати пяти имеют общую длину, превышающую 100 километров. Рекордсмен, Мамонтова пещера (штат Кентукки, США), имеет длину 676 км, два десятка больших залов и подземную реку. Но она лежит сравнительно близко к поверхности, а самая глубокая, пещера Веревкина, расположена в Абхазии и уходит вниз на 2212 метров, и совсем рядом есть еще четыре пещеры глубже полутора километров.
Нельзя не забывать про расположенные по всему миру шахты. Например, самая глубокая из вырытых, золотая шахта Мпоненг в ЮАР, имеет глубину 4 км. В сумме, 14 шахт достигают глубины 3 км. Необходимо понимать, что шахты создавались для добычи ресурсов, и их сейсмическая устойчивость будет очень различной. Но у человечества также есть и готовые сооружения, способные с максимальной вероятностью пережить падение “кометы Дибиаски”.
Схема комплекса NORAD в горе Шайенн, иллюстрация ВВС США
Так получилось, что “поражающие факторы” астероида не сильно отличаются от мощного атомного взрыва. А с началом ядерной эры сверхдержавы построили бункеры, способные пережить не просто прямое попадание ядерной боеголовки, но и специального противобункерного оружия. Самый известный — комплекс NORAD в горе Шайенн: под шестью сотнями метров гранита в туннелях объемом не меньше 453 тысяч кубических метров расположились пятнадцать трехэтажных зданий, установленных на амортизирующих сейсмический удар пружинах. Комплекс способен пережить близкий подрыв термоядерной боеголовки, но без модификаций его автономность составляет всего примерно месяц. Вода поступает из подземных источников, причем в больших количествах, чем потребляет комплекс, но электричество обеспечивают дизель-генераторы, топлива для которых надолго не хватит. Еще один бункер, который называют “подземным Пентагоном”, располагается в горе Рейвен рок, но про него известно гораздо меньше. Аналогичные бункеры для стратегического управления войсками, скорее всего, есть в России, американская пресса называла два возможных места: Косьвинский камень (Свердловская область) и гору Ямантау (Башкортостан). Количество китайских подземных баз оценивается примерно в сорок штук, но из них часть заброшены или переоборудованы в музеи. Широко известна база подводных лодок Юйлинь, но, в силу расположения на острове Хайнань от падения астероида ей, очевидно, будет дополнительно угрожать цунами. Известно, что весьма широко использует подземные сооружения Северная Корея, но из-за закрытости страны у нас есть только догадки об их характеристиках.
Подводные земледельцы
Не только погружение под землю позволяет оказаться в условиях постоянной и комфортной температуры, какой бы ад не творился на поверхности. Кроме случая превращения Земли в Венеру, когда океаны действительно выкипят, гигантские запасы воды будут служить амортизатором планетарной катастрофы. Учитывая, что средняя глубина Атлантического, Индийского, Тихого и Южного океанов превышает три километра, пространства, чтобы спрятаться, не просто много, а очень много. Температура воды резко падает от поверхности до глубины примерно километр, зато потом практически не меняется.
Огромным преимуществом подводных колоний будет доступность, теоретически, всего оставшегося океана. Можно добывать ресурсы из не тронутых во времена до катастрофы месторождений, расширять пространство с ростом населения, кочевать в более подходящие районы. Всех этих возможностей подземная колония лишена.
Подводная станция SEALAB I. Фото Undersea Technologies/Undersea Labs (Habitats) & Obs.
К сожалению, на этом хорошие новости заканчиваются. У человечества нет опыта создания и длительной работы обитаемых подводных сооружений не то, что ниже полутора километров, но и на гораздо меньшей глубине. Экспериментальных баз было создано более двадцати, но они были маленькими и, как правило, располагались не ниже нескольких десятков метров. Далее, подводное сооружение может функционировать в одном из двух режимов: в нем поддерживается обычное атмосферное давление, и конструкция выдерживает внешнее давление воды, либо же внутреннее давление равно наружному, и в конструкции есть удобный выход через открытый вниз проем, по-английски он называется “moon pool” (вспомните фильм “Бездна” или игру Subnautica). Очевидно, что с технической точки зрения для длительного пребывания лучше подходит второй вариант, но исследования в этом направлении велись недостаточно. Известно, что чисто кислородная атмосфера при повышенном давлении очень пожароопасна, в таких условиях горит даже то, что не горит в чистом кислороде при давлении в одну атмосферу. Также кислород при повышенном давлении токсичен. Использовать азот нельзя — отравление начинается примерно с глубины 30 метров (~4 атмосферы). Неврологический синдром высокого давления при использовании гелия начинается с 300 метров (~30 атмосфер). Рекорд погружения для человека составляет 701 метр (70,5 атм), но он был установлен в барокамере, и для дыхания использовалась смесь кислорода, гелия и водорода.
Если говорить про первый тип, когда внутри поддерживается обычное давление, то, с одной стороны, количество пилотируемых погружений в Марианскую впадину уже не помещается на пальцах одной руки, с другой стороны, это были короткие экспедиции — опустились, и назад. В жестком водолазном костюме, выдерживающем внешнее давление, рекорд погружения составляет 610 метров. Советская подводная лодка “Комсомолец” могла погружаться на 1250 м, но она была единственным представителем проекта, и ее автономность составляла всего 180 суток. Несмотря на кажущуюся привлекательность и освоенность этого пути, конструкции, которые должны выдерживать внешнее давление, будут стареть, изнашиваться, терять прочность, а построить новые будет крайне сложно.
К сожалению, несмотря на то, что внешне реально существовавшие экспериментальные базы очень похожи на капли из “Семиевия”, тут же возникшая идея построить их побольше и забрасывать в океан, что гораздо проще и дешевле, нежели выводить на орбиту, увы не годится без решения проблемы противостояния давлению либо выживания в повышенном. Учитывая, что за несколько лет до катастрофы из космоса длительных исследований провести не получится, единственным возможным вариантом оказываются мобильные сооружения, которые будут перемещаться так близко к поверхности, как это будут позволять условия, и, начав с конструкций для режима один, перейдут к режиму два, когда это позволят условия наверху.
Жизнеобеспечение
Падение крупного астероида окажет сравнимый с ядерной зимой эффект: поднятые вверх при ударе и последующих пожарах по всему миру частицы уменьшат количество падающих на поверхность солнечных лучей. Каменный Ливень “Семиевия” по сюжету продлился пять тысяч лет. Есть ли у человечества какие-то наработки, чтобы продержаться как можно дольше?
Сооружения Eden Project, фото A1personage/Wikimedia Commons
С одной стороны, картина может показаться не очень радостной. Широко известно, что эксперимент “Биосфера-2” провалился — создать полностью замкнутую систему жизнеобеспечения не удалось, даже несмотря на немаленькую площадь в 1,27 гектара. Но, в то же время, советский эксперимент БИОС-3 достиг практически 100% замкнутости по воде и воздуху и 80% по еде. На сегодняшний день, кроме “Биосферы” и БИОСа, замкнутые экосистемы исследуют: MELiSSA в Барселоне и китайский “Югон-1” (“Лунный дворец”). Британский Eden Project главным образом занимается культурой и просвещением. В 2014 году вышла книга Дэвида Данкенбергера и Джошуа Пирса “Накормить всех любой ценой”, где с научной точки зрения анализируются способы прокормить всех землян в случае глобальных катастроф, и делается вывод, что это вполне возможно. Среди предложенных вариантов: переработанная бактериями биомасса, грибы, орехи, насекомые, крысы, варианты весьма разнообразны.
Но необходимо понимать, что система жизнеобеспечения, в отличие от марсианского корабля, не будет полностью замкнутой, и это сильно облегчает задачу. В пещерах и шахтах можно забить все свободное пространство припасами, а в океане забросить контейнеры с ними поглубже. Также, в море изобилие воды, из которой, если не хватит производительности растений, можно вырабатывать кислород для дыхания. Но и подземные сооружения могут получать воду: образцы воды из шахты Кидд, штат Онтарио, Канада, с глубины трех километров, оказались возрастом 2 миллиарда лет. То есть вода находилась в глубине со времен, когда атмосфера еще не была пригодна для дыхания. Там же сказано, что, несмотря на оценочную скорость глубинных подземных вод в 1 метр за год, пробуренные отверстия позволяют получать примерно два литра воды в минуту. Дополнительным, пусть и слабым, утешением служит то, что образующиеся при взаимодействии воды с породой сульфаты создают условия, благоприятные для жизни, так что если у нас не получится, выбравшиеся из шахт бактерии станут источником жизни когда-нибудь потом. И, кстати, этот факт говорит, что для поиска жизни на Марсе не обойтись без бурения глубоких шахт.
Еще один важный вопрос — энергетика. Здесь, кстати, все очень неплохо. Уже существует проект “Шельф”, где обслуживаемая раз в пять лет станция может быть погружена на небольшую глубину. Разменяв эффективность на надежность, вполне реально создать проект, рассчитанный лет на сто. Радиоизотопные генераторы (РИТЭГи) способны автономно, без какого-либо вмешательства, поставлять электричество десятилетиями. Также нельзя забывать про геотермальную энергетику. Градиент температуры составляет 25-30°С на километр, а, благодаря изобретенному в СССР бинарному циклу станции могут производить электричество на гораздо меньшей, нежели требовалось раньше, разнице температур.
Сколько спасать
Важный вопрос — размер популяции в убежище. Понятно, что в “Семиевии”, сократившееся до 8 женщин космическое человечество, в реальности было бы обречено — людей банально не хватит, чтобы обслуживать сложную технику, что уж тут говорить про описанные в книге интриги по рождению новых рас. Логичен вывод, что спасать нужно как можно больше, и дело даже не в гуманизме — у человека есть всего лишь примерно 16 рабочих часов в сутки, а, кроме основных работ по колонии вроде ухода за растениями, требуется ремонт ветшающей и ломающейся техники, обучение новых поколений, активности, связанные с культурой, которые не позволят деградировать и скатиться в варварство. Но здесь есть проблема — чем больше людей, тем меньше располагаемый запас ресурсов.
К сожалению, предыдущий опыт человечества, когда небольшая группа уходила в неизвестность и образовывала новую расу (белокожие, краснокожие и желтокожие люди появились именно так), здесь не подходит. Такие маленькие племена могли жить охотой и собирательством, в то время как обитатели убежищ критически зависят от своей техники. И, например, сценарий, когда мудрый компьютер или искусственный интеллект заботится об оборудовании и пасет дикарей, на нынешнем уровне технологий не является правдоподобным. К сожалению, оценок требуемой популяции немного и они весьма различаются.
В 2002 году антрополог Джон Мур рассчитал, что для стабильной популяции на протяжении двух веков требуется не менее 160 человек, но социальная инженерия, главным образом позднее деторождение, позволит, теоретически, сократить это количество до 80. Однако более продвинутая модель Кэмерона Смита, учитывающая риски эпидемий, несчастных случаев и как минимум одной серьезной катастрофы, получила число в диапазоне от 14 до 44 тысяч, что уже гораздо сложнее реализовать в одной шахте. В каком-то смысле эта (и еще множество потенциальных) проблем решаются распределением — расположенные в разных точках планеты убежища в целом переживут катастрофу, даже если несколько погибнут.
Эпилог
Если кто-то сейчас захочет мне напомнить про диггеров или пингеров “Семиевия”, то я отвечу, что эти проекты велись самодеятельной группой частников или государством по остаточному принципу. При подготовке этого материала мне попалась информация, что сам Стивенсон якобы говорил в интервью, что книга выражает его мнение о непропорциональном развитии ракет по сравнению с другими направлениями освоения потенциально обитаемого пространства. Тогда все логично выражает его позицию. Но поскольку я не вижу перекосов в развитии человечества (например, замечательные эксперименты Березина в “Огромном черном корабле” требуют очень специфической истории мира и все равно выглядят фантастикой для тех, кто мечтает о суперкалибрах, а не чем-то реалистичном), то и пренебрежение вполне реализуемыми мерами, особенно на фоне спасаемого исключительно сюжетным произволом космического человечества, не может не резать глаз.
Вообще, нарисованная выше картина еще невольно напоминает вселенную Fallout, но там, насколько я понимаю, генераторы электричества, чипы для очистки воды, системы кондиционирования и прочее представляют из себя техноволшебство, и их конструкция подробно не объясняется. В реальных убежищах вроде комплекса NORAD в горе Шайенн используются фильтры, что логично — война с использованием ядерного, химического или биологического оружия кислород из атмосферы не уничтожит, и гораздо проще фильтровать внешний воздух, нежели заниматься рециркуляцией. В сценарии одиночного астероида атмосфера может остаться пригодной для дыхания, что очень сильно упрощает ситуацию, но вот Тяжелая Бомбардировка из “Семиевия” такой возможности не даст.
Таким образом, финал “Не смотрите наверх” является слишком пессимистичным по сюжетным причинам. Биосфера Земли без специальных высокотехнологичных убежищ пережила падение небесного тела, образовавшего кратер Чикшулуб, и, предположительно, уничтожившего динозавров. Большинство ученых считают, что это был астероид, но есть и сторонники гипотезы того, что это была комета. Размер тела также оценивается по-разному, но он сравним с девятью километрами “кометы Дибиаски”. Так что финальные кадры с сыном госпожи президента являются не только попыткой скрасить шуткой мрачный финал, но и невольным намеком, что где-то на планете выжили лучше подготовленные люди.
