6. Газовые гиганты, кометы, далее везде
В судьбоносную неделю января 1610 г. Галилей сделал открытие, которому суждено было поколебать самое основание Церкви, изменить наши представления о Вселенной и дать толчок научной революции.
Ученый направил телескоп, который сделал своими руками, на планету Юпитер и с изумлением увидел четыре светящихся объекта, повисшие в небесах рядом с ним. Тщательно проанализировав движение этих объектов за неделю, он пришел к убеждению, что все они обращаются вокруг Юпитера. По существу, он обнаружил в открытом космосе миниатюрную «солнечную систему».
Галилей быстро понял, что это открытие влечет за собой космологические и теологические последствия. Столетиями Церковь, цитируя Аристотеля, учила, что все небесные тела, включая Солнце и планеты, обращаются вокруг Земли. Но Галилей обнаружил контрпример. Земля была сброшена с пьедестала, она перестала быть центром Вселенной. Все представления, скреплявшие церковную доктрину и два тысячелетия развития астрономии, были опрокинуты одним махом.
Открытия Галилея вызвали широкий интерес. Ему не потребовалась армия рекламистов и политтехнологов, чтобы убедить публику в истинности своих наблюдений. Каждый мог своими глазами увидеть картину и убедиться, что Галилей прав. Когда на следующий год он приехал в Рим, его ждал восторженный прием. Церковь, однако, была недовольна. Книги Галилея были запрещены, а сам он отдан под суд инквизиции, где ему угрожали пыткой, если он не откажется от своих еретических идей.
Сам Галилей был уверен, что наука и религия могут мирно сосуществовать. Он писал, что задача науки — определить, как устроены и работают небеса, тогда как задача религии — определить, как туда попасть. Иными словами, наука имеет дело с законами природы, тогда как религия занимается этикой, и между ними не возникает конфликта до тех пор, пока человек не забывает про это различие. Но на этот раз наука и религия столкнулись лбами в ходе судебного процесса, и Галилей вынужден был отказаться от своих теорий под страхом смерти. Обвинители напомнили ему, что монах Джордано Бруно был сожжен заживо за куда менее проработанные, чем у Галилея, космологические утверждения. После этого прошло два столетия, прежде чем была снята, наконец, бо́льшая часть запретов на книги Галилея.
Сегодня, 400 лет спустя, те же самые четыре спутника Юпитера — их часто называют Галилеевыми спутниками — вновь дали толчок настоящей революции. Кое-кто даже считает, что именно в них, а также в спутниках Сатурна, Урана и Нептуна кроется ключ к тайне жизни во Вселенной.
Газовые гиганты
В 1979 г. космические аппараты «Вояджер-1» и «Вояджер-2», пролетая мимо газовых планет-гигантов, подтвердили их большое сходство между собой. Все они состоят преимущественно из водорода и гелия в весовом соотношении примерно 4 к 1. (Эта смесь водорода и гелия является также основной составляющей Солнца и, если уж быть точными, вообще всей Вселенной. Возникла она, вероятно, почти 14 млрд лет назад, когда в момент Большого взрыва примерно из четверти первоначального водорода синтезировался гелий.)
Скорее всего, история всех газовых гигантов в основных моментах также очень похожа. Как уже говорилось, по теоретическим выкладкам ученых, 4,5 млрд лет назад все планеты представляли собой небольшие каменные ядра, сконденсировавшиеся из водородно-пылевого диска, окружавшего тогда Солнце. Из внутренних ядер получились Меркурий, Венера, Земля и Марс. Ядра планет, расположенных дальше от Солнца, помимо камня, содержали лед, которого на этих огромных расстояниях было в достатке. Лед действует как связующий состав, своего рода клей, поэтому ядра со льдом могли вырасти в десять раз более крупными, чем те, что состояли только изо льда. Их тяготение стало настолько мощным, что они захватили бо́льшую часть водорода, остававшегося еще на тот момент в солнечной плоскости. Чем крупнее они становились, тем больше газа притягивали, и так до тех пор, пока не притянули его весь.
Считается, что Юпитер и Сатурн имеют одинаковую внутреннюю структуру. Если бы можно было разрезать их пополам, как луковицу, то снаружи мы бы увидели толстую газообразную атмосферу. Под ней, по общему мнению, находится сверххолодный океан из жидкого водорода. Существует также гипотеза о том, что в самом центре газовых гигантов располагается маленькое плотное ядро из твердого водорода.
У планет-гигантов имеются цветные полосы, возникающие в результате того, что любые примеси в атмосфере при вращении планеты размазываются на полную окружность. На поверхности этих огромных планет бушуют колоссальные штормы. Так, на Юпитере есть знаменитое Большое Красное Пятно, которое кажется постоянным и настолько велико, что в его пределах могли бы без труда поместиться несколько таких планет, как Земля. В Южном полушарии Нептуна наблюдается иногда пропадающее Большое Темное Пятно.
Тем не менее все эти гигантские планеты различаются по размерам. Самая большая из них — Юпитер — названа в честь отца богов в древнеримской мифологии. Юпитер настолько массивен, что перевешивает все остальные планеты, вместе взятые. Он вместил бы 1300 таких планет, как Земля. Значительная часть всего, что нам известно о Юпитере, получена с космического аппарата «Галилео» (Galileo), которому в 2003 г., после восьми лет исправной работы на орбите Юпитера, было позволено окончить свою славную жизнь, нырнув в недра планеты. Пролетая в атмосфере Юпитера, аппарат продолжал передавать радиосообщения, пока его не раздавило громадное поле тяготения планеты. Обломки «Галилео», вероятно, погрузились в океан жидкого водорода.
Юпитер окружен мощным, смертельно опасным поясом радиации, источником значительной части статических помех, которые мы на Земле слышим в радио- и телеприемниках. (Часть этой статики берет начало от самого Большого взрыва.) Астронавтов, пролетающих вблизи Юпитера, необходимо будет защищать от радиации, а связь с ними в окрестностях этой планеты будет серьезно затруднена.
Еще одной проблемой может стать огромное поле тяготения Юпитера, способное захватить или, наоборот, с огромной силой вышвырнуть в открытый космос любого неразумного «прохожего», который осмелится слишком приблизиться к этому гиганту, включая луны и планеты. Когда-то, миллиарды лет назад, эта особенность сработала нам на пользу. В молодой Солнечной системе было полно космических обломков, которые непрерывным дождем сыпались на Землю. К счастью, гравитационное поле Юпитера работало, как пылесос; планета-гигант либо поглощала обломки, либо вышвыривала их прочь. Компьютерное моделирование показывает: без Юпитера Землю и сегодня бомбардировали бы гигантские метеориты, что сделало бы жизнь на ней невозможной. В будущем, выбирая в космосе солнечные системы для колонизации, было бы разумно присматриваться в первую очередь к тем из них, где имеется свой «Юпитер», достаточно крупный, чтобы навести порядок в системе и убрать обломки.
По всей видимости, жизнь, какой мы ее знаем, не может существовать на газовых гигантах. Ни у одного из них нет твердой поверхности, на которой могли бы развиться живые организмы. Нет на них ни жидкой воды, ни веществ, необходимых для возникновения углеводородов и органических соединений. Кроме того, они располагаются во многих миллиардах километров от Солнца, а значит, на них ужасно холодно.
Спутники газовых гигантов
Если говорить о потенциале поддержания жизни, то луны Юпитера и Сатурна в этом плане выглядят куда перспективнее своих центральных планет. У этих газовых гигантов насчитывается по крайней мере 79 и 62 спутника соответственно. Когда-то астрономы полагали, что все луны Юпитера похожи между собой, что все они проморожены насквозь и безжизненны, как наша Луна. Поэтому ученые были поражены до глубины души, когда выяснилось, что каждая луна планеты-гиганта обладает собственными неповторимыми свойствами. Эта информация буквально перевернула их взгляды на жизнь во Вселенной.
Самым интригующим из всех спутников газовых гигантов, пожалуй, следует назвать Европу — один из первых, открытых еще Галилеем, спутников Юпитера. Европа, подобно некоторым другим лунам наших планет-гигантов, покрыта толстым слоем льда. По одной из теорий, когда-то водяной пар из вулканов на молодой Европе сконденсировался в древние океаны, которые замерзли при остывании этого спутника. Этим, возможно, объясняется тот любопытный факт, что Европа — одна из самых гладких лун Солнечной системы. Несмотря на то что она подвергалась сильной астероидной бомбардировке, ее океаны, вероятно, замерзли уже после того, как эта бомбардировка в основном закончилась, скрыв образовавшиеся на поверхности шрамы. При взгляде из космоса Европа похожа на шарик для пинг-понга: на ней почти нет поверхностных деталей — ни вулканов, ни горных цепей, ни метеоритных кратеров. Единственная видимая ее особенность — это покрывающая всю поверхность сеть трещин.
Астрономы пришли в восторг, когда выяснилось, что подо льдом на Европе может находиться океан жидкой воды. По объему океаны Европы (по оценкам) в 2–3 раза превосходят земные, ведь наши океаны лежат на поверхности планеты, тогда как на Европе они заполняют собой большую ее часть.
Если журналисты часто говорят: «Следите за деньгами», то астрономы говорят: «Следите за водой», — поскольку именно вода является фундаментом жизни в том виде, в каком мы ее знаем. Мысль о том, что в царстве газовых гигантов может существовать жидкая вода, изумила ученых. Ее присутствие на Европе поставило перед астрономами загадку: откуда на этом спутнике берется тепло для растапливания льда? На первый взгляд ситуация противоречила здравому смыслу. Мы очень долго считали, что Солнце — единственный источник тепла в Солнечной системе и что планета должна обязательно лежать в так называемой «зоне Златовласки», чтобы быть пригодной для жизни, но Юпитер находится далеко за пределами этой зоны обитаемости. При этом мы забывали рассмотреть другой потенциальный источник энергии — приливные силы. Тяготение Юпитера так велико, что он может вытягивать и сжимать Европу. При движении спутника по орбите приливной горб на нем непрерывно смещается. Вытягивание и сжатие может вызывать в ядре Европы сильное трение, когда камень вжимается в камень, и тепла, выделяемого этим трением, может оказаться достаточно, чтобы расплавить значительную часть ледового покрова.
Обнаружение жидкой воды на Европе помогло астрономам понять, что существует источник энергии, способный создать условия для жизни даже в самых темных областях космического пространства.
Europa Clipper
Запуск космического аппарата Europa Clipper запланирован примерно на 2022 г. Стоимость проекта приблизительно $2 млрд, его цель — проанализировать ледовый покров Европы, а также состав и природу ее океана и проверить их на признаки наличия органических соединений.
Инженерам будет очень непросто проложить маршрут для этого космического аппарата. Европа лежит внутри окружающего Юпитер агрессивного радиационного пояса, и исследовательский зонд, размещенный на ее орбите, вполне возможно, будет «поджарен» всего за несколько месяцев. Чтобы избежать этой угрозы и продлить жизнь аппарата, авторы проекта решили, что Clipper следует вывести на такую орбиту вокруг Юпитера, которая будет располагаться преимущественно за пределами радиационного пояса. Тогда его траекторию можно будет менять таким образом, чтобы она придвинулась ближе к Юпитеру и при этом обеспечила 45 коротких пролетов мимо Европы.
Одна из целей этих пролетов — рассмотреть и по возможности исследовать поднимающиеся над Европой фонтаны водяного пара, которые наблюдал космический телескоп «Хаббл». Возможно, зонд даже сможет пролететь сквозь такой фонтан. Не исключено также, что Clipper попытается получить образец содержимого фонтанов, выпустив в них несколько мини-зондов. Поскольку садиться на Европу Clipper не будет, исследование выбрасываемого с нее водяного пара — наш шанс заглянуть одним глазком в океан Европы. Если эта экспедиция пройдет успешно, в дальнейшем можно будет думать о посадке зонда на Европу, чтобы пробурить ее ледяной панцирь насквозь и отправить какой-нибудь исследовательский аппарат непосредственно в океан.
Однако Европа не единственная луна газового гиганта, на которой мы ищем органические соединения и микробную жизнь. Выбросы водяных гейзеров замечены также на спутнике Сатурна Энцелад; на этом основании можно предположить, что там подо льдом также имеется океан.
Кольца Сатурна
Сейчас астрономы понимают, что наиболее важную роль в эволюции спутников планет-гигантов играют приливные силы. Поэтому важно разобраться, насколько велики эти силы и как они действуют. Возможно, они также дадут нам ответ на одну из загадок, связанных с газовыми гигантами, — на вопрос о происхождении великолепных колец Сатурна. Ученые считают, что в будущем, когда астронавты начнут посещать планеты других звездных систем, выяснится, что многие газовые гиганты имеют вокруг себя кольца, как в нашей Солнечной системе. Это, в свою очередь, поможет определить, насколько велики приливные силы и способны ли они разрывать на части целые луны.
Великолепие колец Сатурна, состоящих из частиц камня и льда, волновало воображение многих поколений художников и мечтателей. В научной фантастике сделать на космическом корабле виток вокруг колец едва ли не обязательный ритуал для каждого астронавта-стажера. Наши космические зонды обнаружили, что кольца есть у всех газовых гигантов Солнечной системы, хотя не такие большие и красивые, как те, что обращаются вокруг Сатурна.
Для объяснения возникновения колец предлагалось множество гипотез, но самая, наверное, убедительная из них связывает существование колец с приливными силами. Гравитационного притяжения Сатурна, как и притяжения Юпитера, достаточно, чтобы сделать любую луну слегка вытянутой, или овальной, как мяч для регби. Чем ближе луна подходит к Сатурну, тем сильнее она вытягивается. В конце концов, приливные силы, растягивающие луну, уравновешивают силу самотяготения, удерживающую ее от распада. Наступает переломный момент. Если луна подходит еще чуть ближе, тяготение Сатурна буквально разрывает ее на части.
Пользуясь законами Ньютона, астрономы могут рассчитать критическое расстояние, которое называют пределом Роша. Исследуя кольца Сатурна и других газовых гигантов, мы обнаруживаем, что они почти всегда располагаются внутри предела Роша для соответствующей планеты. В то же время все луны газовых гигантов, которые мы наблюдаем, напротив, располагаются за пределом Роша. Эти данные свидетельствуют в пользу — хотя и не доказывают со всей определенностью — теории, согласно которой кольца Сатурна сформировались, когда какая-то луна неосторожно приблизилась к планете и была разорвана приливными силами.
В будущем, когда мы доберемся до планет, обращающихся вокруг других звезд, мы, вероятно, обнаружим кольца вокруг газовых гигантов внутри предела Роша. Изучив действие приливных сил, потенциально способных разрывать на части целые луны, можно начинать рассчитывать величину приливных сил, действующих на таких лунах, как Европа.
Дом на Титане?
Титан — один из спутников Сатурна — также является кандидатом на освоение человечеством, хотя численность населения Титана, вероятно, будет заметно уступать численности населения Марса. Титан — второй по величине спутник Солнечной системы, уступающий только юпитерианскому Ганимеду, и это единственный спутник, который обладает плотной атмосферой. В отличие от разреженных атмосфер других лун, атмосфера там настолько плотная, что на ранних фотографиях Титан выглядел весьма непрезентабельно: он походил на мохнатый теннисный мячик без каких-либо деталей на поверхности.
Автоматическая орбитальная станция «Кассини» (Cassini), работавшая на орбите Сатурна и в конце концов рухнувшая на эту планету в 2017 г., раскрыла истинную природу Титана. При помощи радара «Кассини» проникла под облачный покров спутника и составила карту его поверхности. Кроме того, она посадила в 2005 г. на Титан зонд «Гюйгенс» (Guygens), который передал первые подробные фотографии ландшафта далекого спутника. На них видны признаки сложной сети морей, озер, покровного льда и выходов грунта.
Опираясь на данные, переданные станцией «Кассини — Гюйгенс», ученые составили картину, скрытую плотным покровом облаков над Титаном. Атмосфера этого спутника, как и атмосфера Земли, состоит в основном из азота. Удивительно, но его поверхность покрыта озерами из этана и метана. Поскольку метан вспыхивает от малейшей искры, можно было бы предположить, что эта луна может легко вспыхнуть. Но, поскольку в атмосфере нет кислорода и к тому же там очень холодно (–180 °C), взрыв невозможен. Эти данные намекают на соблазнительную возможность: астронавты будущего могли бы собрать на Титане немного льда, получить из него кислород и водород, а затем соединить кислород с метаном и получить почти неистощимый источник энергии — предположительно, ее хватит для освещения и обогрева первых человеческих поселений.
Хотя с энергией на Титане, может быть, не будет проблем, о его терраформировании, скорее всего, речи не пойдет. Создать самоподдерживающийся парниковый эффект на таком огромном расстоянии от Солнца, вероятно, невозможно. А поскольку метана в атмосфере и так много, добавлять его туда для запуска парникового эффекта было бы бесполезно.
Возникает вопрос: можно ли колонизировать Титан? С одной стороны, это единственная луна со сколько-нибудь значимой атмосферой, давление которой на 45 % превышает давление атмосферы Земли. Это одно из очень немногих известных нам мест в космосе, где астронавт не умер бы вскоре после того, как снял с себя скафандр. Без кислородной маски там все равно не обойтись, но кровь в жилах все же не закипит и давлением человека не раздавит.
С другой стороны, на Титане всегда холодно и темно. Астронавт на его поверхности получал бы 0,1 % от того солнечного света, что освещает Землю. Солнечный свет в качестве источника энергии там неэффективен, поэтому все освещение и отопление будет зависеть от непрерывно работающих генераторов. К тому же поверхность Титана сильно проморожена, а в атмосфере нет кислорода и углекислого газа в количествах, необходимых для поддержания растительной и животной жизни. Сельское хозяйство там будет чрезвычайно трудным делом, а хоть какой-нибудь урожай можно будет вырастить только в закрытом помещении или под землей. Следовательно, запасы пищи на Титане всегда будут ограниченны — а с ними и число колонистов, которые смогут там выжить.
Поддерживать связь с родной планетой будет очень неудобно, поскольку радиосигнал с Титана достигает Земли через много часов. А поскольку тяготение на Титане составляет всего лишь около 15 % от земного, колонистам придется непрерывно тренироваться, чтобы избежать потери мышечной и костной массы. Со временем им, возможно, придется отказаться от возвращения на Землю, где они будут выглядеть очень слабыми. Не исключено, что когда-нибудь поселенцы на Титане почувствуют себя эмоционально и физически чуждыми Земле и землянам и предпочтут разорвать все социальные связи с родной когда-то планетой.
Так что постоянно жить на Титане, вероятно, и можно, но неудобно. У проекта по созданию там постоянной колонии много недостатков. Поэтому многочисленного постоянного населения на этой луне, скорее всего, никогда не будет. Однако Титан может быть использован как заправочная станция и хранилище запасов. Его метан можно было бы собирать и отправлять на Марс, чтобы ускорить терраформирование Красной планеты, или использовать для производства неограниченного количества ракетного топлива для экспедиций в глубокий космос. Лед Титана можно очищать до питьевой воды или получать из него кислород — а можно перерабатывать все в то же ракетное топливо. Слабое тяготение могло бы сделать полеты на Титан и с Титана относительно несложными и эффективными. В общем, Титан мог бы стать важным форпостом и заправочной станцией в космосе.
Чтобы колония на Титане могла развиваться автономно, стоило бы подумать о добыче ценных минералов и руд. Пока наши космические аппараты добыли недостаточно информации о минеральном составе Титана, но, как и многие астероиды, он может содержать ценные металлы, без которых сделать из него станцию заправки и снабжения будет невозможно. Однако доставлять руды с Титана на Землю, скорее всего, непрактично из-за громадного расстояния и стоимости космических путешествий. Зато добытое сырье можно было бы использовать на месте для создания инфраструктуры.
Кометное облако Оорта
Помимо газовых гигантов, на окраинах Солнечной системы располагается еще одно царство — мир, возможно насчитывающий триллионы комет. Они могут стать для нас ступенькой к звездам.
Расстояние до звезд может показаться непреодолимо огромным. По мнению физика Фримена Дайсона из Принстона, чтобы достичь звезд, нам полезно было бы поучиться у древних полинезийцев, совершавших свои путешествия тысячи лет назад. Вместо того чтобы плыть сразу через Тихий океан — а такое предприятие, скорее всего, закончилось бы катастрофой, — они «прыгали» с острова на остров, преодолевая промежутки между этими клочками суши по одному и постепенно распространяясь в бассейне Тихого океана. Всякий раз, добравшись до очередного острова, они основывали там постоянное поселение, а затем перебирались на следующий остров. Дайсон утверждает, что мы могли бы аналогичным образом создавать в дальнем космосе промежуточные колонии. Ключом к такой стратегии стали бы кометы. Именно кометами, а также бродячими планетами, по каким-то причинам выброшенными из своих солнечных систем, возможно, усеян путь к звездам.
На протяжении многих тысяч лет кометы побуждали людей строить догадки, творить мифы и испытывать страх. В отличие от метеоров, которые прочерчивают свой яркий след по ночному небу и исчезают за несколько мгновений, кометы могут висеть у нас над головой продолжительное время. Когда-то они считались предвестниками несчастий и даже влияли иногда на судьбу государств и народов. В 1066 г. комета появилась над Англией и была интерпретирована как знак того, что войска короля Гарольда будут побеждены в битве при Гастингсе вторгнувшимся войском Вильгельма Нормандского, который станет основателем новой династии. Великолепный гобелен из Байё, на котором изображены эти события, показывает нам охваченных ужасом крестьян и солдат, которые подняли головы и рассматривают комету.
Более 600 лет спустя, в 1682 г., эта же комета вновь проплыла над Англией. Все, от бродяг до императоров, были заворожены этим явлением, а Исаак Ньютон решил разобраться в древней загадке. Он тогда только что изобрел более мощный тип телескопа, который собирал звездный свет при помощи зеркала. Вооружившись новым телескопом-рефлектором, он тщательно замерил траектории нескольких комет и сравнил их с расчетами, сделанными им на основании также недавно разработанной теории всемирного тяготения. Движение комет идеально совпало с расчетами.
Учитывая склонность Ньютона к секретности, можно предположить, что это его важнейшее открытие, вполне вероятно, кануло в Лету, если бы не богатый астроном-любитель Эдмунд Галлей. Галлей приехал в Кембридж, чтобы встретиться с Ньютоном, и был ошеломлен тем, что Ньютон не только отслеживает кометы, но и может предсказать их будущее движение, чего никто и никогда до него не делал. Ньютон свел одно из самых загадочных явлений в астрономии, не одну тысячу лет завораживавшее и ставившее в тупик человеческую цивилизацию, к серии математических формул.
Галлей сразу же понял, что перед ним одно из фундаментальных открытий в истории науки. Он великодушно предложил полностью оплатить издание труда, которому суждено было стать одним из величайших научных трудов всех времен, — трактата «Математические начала натуральной философии» (Principia Mathematica). В этом шедевре Ньютон проработал небесную механику. При помощи придуманного им математического метода — дифференциального исчисления — он мог в точности определять движение планет и комет в Солнечной системе. Ньютон открыл, что кометы способны летать по эллиптическим траекториям, и в этом случае они, возможно, возвращаются. Галлей, вооружившись методами Ньютона, рассчитал, что комета, маячившая над Лондоном в 1682 г., должна возвращаться к Солнцу каждые 76 лет. Мало того, он сверился с историческими свидетельствами и указал, что эта комета уже не раз навещала Землю, причем появлялась строго по расписанию. Наконец, Галлей дерзко предсказал, что комета вернется в 1758 г., когда он будет давно уже мертв. Появление кометы в предсказанном году в день Рождества помогло навсегда вписать имя Галлея в историю.
Сегодня мы знаем, что кометы прилетают к нам в основном из двух мест. Первое из них — пояс Койпера, область за Нептуном, лежащая в той же плоскости, что и орбиты планет. Кометы пояса Койпера, в число которых входит и комета Галлея, обращаются вокруг Солнца по эллиптическим орбитам. Иногда их называют короткопериодическими кометами, поскольку их орбитальные периоды — время, за которое они совершают полный оборот вокруг Солнца, — измеряются десятилетиями или столетиями. Их периоды известны или могут быть рассчитаны, поэтому эти кометы предсказуемы и, следовательно, не особенно опасны.
Намного дальше от центра Солнечной системы располагается облако Оорта — кометная сфера, окружающая нашу Солнечную систему целиком. Многие из этих комет настолько далеки от Солнца — расстояние до них может составлять несколько световых лет, — что почти не движутся в пространстве. Время от времени проходящая мимо звезда или случайное столкновение забрасывает эти кометы внутрь Солнечной системы. Это так называемые долгопериодические кометы, их орбитальные периоды могут измеряться десятками тысяч и даже сотнями тысяч лет, а некоторые из них вообще не возвращаются. Их появление вблизи Земли почти невозможно предсказать, поэтому они потенциально более опасны для нас, чем короткопериодические кометы.
Открытия, имеющие отношение к поясу Койпера и облаку Оорта, делаются каждый год. В 2016 г. было объявлено, что где-то в глубинах пояса Койпера может располагаться девятая планета Солнечной системы размером примерно с Нептун. Этот объект был предсказан не посредством прямых наблюдений в телескоп, а при решении Ньютоновых уравнений при помощи компьютеров. Хотя существование девятой планеты до сих пор не подтверждено, многие астрономы считают имеющиеся данные очень убедительными. Кроме того, нам известны прецеденты. В XIX в. астрономы обнаружили, что планета Уран слегка отклоняется от предсказанного ей законами Ньютона маршрута. Получалось, что либо Ньютон ошибался, либо на Уран действует какое-то другое удаленное тело. Ученые вычислили положение этой гипотетической планеты и в 1846 г., всего за несколько часов наблюдений, сумели обнаружить ее. Планету назвали Нептуном. (В другом случае астрономы заметили, что Меркурий тоже отклоняется от предсказанной траектории. Возникла теория о существовании внутри орбиты Меркурия планеты, которую окрестили Вулканом. Однако, несмотря на все усилия, никакого Вулкана обнаружить не удалось. Альберт Эйнштейн признал, что законы Ньютона, возможно, не идеальны и орбита Меркурия может объясняться совершенно новым эффектом — искривлением пространства-времени в соответствии с разработанной им теорией относительности.) Сегодня высокоскоростные компьютеры с учетом этих законов могут обнаружить в поясе Койпера и облаке Оорта еще немало обитателей.
Астрономы подозревают, что облако Оорта может тянуться ни много ни мало на три световых года от Солнечной системы. Это больше половины пути до ближайшей к нам тройной звездной системы альфы Центавра, расстояние до которой составляет немногим больше четырех световых лет. Если считать, что система альфы Центавра тоже окружена сферой комет, то не исключено, что с Землей ее соединяет непрерывная кометная тропа. Также не исключено, что когда-нибудь можно будет организовать на большом межзвездном шоссе серию заправок, форпостов и станций связи. Вместо того чтобы попытаться допрыгнуть сразу до соседней звезды, мы могли бы подумать о реализации более скромной цели — «допрыгать по кометам» до альфы Центавра. Эта магистраль могла бы стать первым космическим шоссе.
Создание кометного шоссе не настолько далекая задача, как может показаться на первый взгляд. Астрономам удалось довольно много узнать о размерах, структуре и составе комет. Когда в 1986 г. мимо проплыла комета Галлея, исследователи отправили целую флотилию космических аппаратов, которые должны были сфотографировать и изучить ее. На полученных изображениях видно крохотное ядро около 16 км в поперечнике, по форме напоминающее гантель (это означает, что в какой-то момент в будущем ядро развалится на две части и комета Галлея превратится в две кометы). Более того, ученым удалось провести космические аппараты сквозь хвосты комет, а автоматическая межпланетная станция Rosetta даже посадила на одну из комет небольшой зонд. Анализ некоторых исследованных комет показывает наличие у них твердого каменного или ледяного ядра, которое может оказаться достаточно прочным, чтобы установить на нем роботизированный ретранслятор.
Быть может, однажды роботы опустятся на далекую комету в облаке Оорта и вбурятся в ее поверхность. Минералы и металлы из ядра можно будет использовать для отделки космической станции, а лед — расплавить и превратить в питьевую воду, ракетное топливо и кислород для астронавтов.
Что мы обнаружим, если нам удастся выйти за пределы Солнечной системы? В настоящий момент мы испытываем очередной сдвиг парадигмы в наших представлениях о Вселенной. Мы то и дело открываем в других звездных системах землеподобные планеты, способные, возможно, поддерживать какую-то форму жизни. Сможем ли мы когда-нибудь побывать на этих планетах? Сможем ли построить космические корабли, способные открыть Вселенную для человеческой цивилизации? И каким образом?