Большую часть человеческой истории, я думаю, можно описать как постепенное и иногда болезненное освобождение от провинциализма, осознание того, что мир устроен значительно сложнее, чем считали наши предки. С потрясающим этноцентризмом племена по всей земле называли себя «людьми» или «всеми людьми», относя другие группы людей с такими же достижениями людьми второго сорта. Высокая цивилизация Древней Греции разделяла человеческое общество на эллинов и варваров; последние были названы по недоброжелательной имитации языков чужеземцев («вар вар…»). Та же самая классическая цивилизация, которая во многих отношениях является прародителем нашей собственной, назвала свое небольшое внутреннее море Средиземным, что означает середину земли. Тысячи лет Китай называл себя Срединным королевством, и значение было то же самое: Китай был в центре вселенной, а варвары жили во внешней тьме.

Такие или похожие взгляды меняются очень медленно, и можно разглядеть корни расизма и национализма на стадии формирования, в сущности, всех человеческих сообществ. Но мы живем в необычное время, когда благодаря техническому прогрессу и культурному релятивизму такой этноцентризм гораздо сложнее поддерживать. Теперь мы знаем, что все мы обитаем на общем спасательном плоту в космическом океане, что Земля – это всего лишь небольшая планета с ограниченными ресурсами и что наши технологии достигли такого уровня, при котором мы способны оказывать значительное влияние на окружающую среду нашей крошечной планеты. Этой депровинциализации человечества во многом способствовали, я считаю, космические исследования – прекрасные фотографии Земли, сделанные с большого расстояния, на которых вращающийся голубой шар с облаками выглядит как сапфир в бесконечном бархате космоса, – а также исследования других миров, которые оказались и похожими, и отличными от этой колыбели человечества.

Мы все еще говорим о мире в единственном числе, как будто других не существует, так же как и о Солнце, и о Луне. Но есть множество других миров. Каждая звезда в небе является солнцем. Кольца Урана представляют собой миллионы спутников, о которых мы раньше и не подозревали, обращающихся вокруг Урана, седьмой планеты. И как наглядно продемонстрировали космические аппараты за последние пятнадцать лет, поблизости существуют другие миры – относительно доступные, представляющие большой интерес, и среди них ни одного полностью похожего на наш. Я думаю, когда эти различия планет и идея Дарвина, что живые организмы на других планетах должны сильно отличаться от здешних, станут более общепринятыми, они сплотят человеческую семью, которая временно живет в этом непривлекательном мире среди множества других миров.

Исследования планет важны по многим причинам. Они позволяют нам уточнять информацию, полученную с помощью таких связанных с землей наук, как метеорология, климатология, геология и биология, и расширять их область применения здесь, на Земле. Они служат предостережением, рассказывая об альтернативных судьбах других миров. Они способствуют развитию высоких технологий в будущем, важных для жизни здесь, на Земле. Они удовлетворяют традиционную человеческую жажду исследовать и делать открытия, наше стремление к познанию, которое послужило основной причиной нашего выживания как вида. И они позволяют нам, впервые в истории, подойти с точностью, со значительными шансами найти истинные ответы на вопросы о происхождении и судьбах миров, начале и конце жизни и вероятности существования других существ в небесах – вопросы, такие же базовые для человеческой деятельности, как мышление, такие же естественные, как дыхание.

Межпланетные автоматические космические зонды нового поколения расширяют человеческое присутствие на планетах с необычными и фантастическими пейзажами, намного более странными, чем в любом мифе или легенде. Разогнавшись до второй космической скорости рядом с Землей, они выходят на свою траекторию с помощью небольших ракетных двигателей и крошечных выхлопов газа. Их приводят в действие солнечный свет и ядерная энергия. Некоторым требуется всего несколько дней, чтобы пересечь космическое пространство между Землей и Луной; другим может потребоваться год, чтобы долететь до Марса, четыре года, чтобы добраться до Сатурна, или десять лет, чтобы пересечь внутреннее море между нами и далеким Ураном. Они безмятежно плывут в направлении, предопределенном гравитацией Ньютона и ракетными технологиями; их яркий металл сияет, омываемый солнечным светом, который наполняет космос между мирами. Когда они прибудут на место назначения, одни пролетят мимо, мельком взглянув на чужую планету, возможно, со свитой спутников, и продолжат лететь дальше в глубины космоса. Другие выйдут на орбиту у этой планеты и будут летать вокруг нее, чтобы изучать ее вблизи, возможно, в течение нескольких лет, пока их главные детали не сломаются или не износятся. Остальные космические корабли приземлятся на планету, тормозя за счет трения об атмосферу с помощью парашюта или прицельного запуска тормозных ракет, прежде чем совершить мягкую посадку. Одни спускаемые аппараты стационарны и рассчитаны на изучение единственного места на планете, которая ждет исследования. Другие самодвижущиеся, медленно передвигаются к далекому горизонту, за которым царит полная неизвестность. И существуют еще те, что способны удаленно собрать образцы камней и почвы и вернуться с ними на Землю.

Все эти космические аппараты оснащены датчиками, которые удивительным образом расширяют диапазон человеческого восприятия. Существуют устройства, которые могут определить с орбиты распределение радиоактивности по другой планете, чувствовать с поверхности слабый гул далекого сотрясения планеты где-то в глубине, получить трехмерные цветные или инфракрасные изображения пейзажа, никогда не виданного на Земле. Эти машины, по крайней мере до какой-то степени, обладают интеллектом. Они могут делать выбор на основе информации, которую сами же и собирают. Они могут запомнить с большой точностью набор подробных инструкций, которые, если их написать по-английски, составят книгу приличного размера. Они послушны, и им можно давать новые команды с помощью радиосообщений, которые посылаются с пульта управления на Земле. И они переслали, преимущественно по радио, богатый и разнообразный урожай информации о природе Солнечной системы, которую мы населяем. На нашу ближайшую небесную соседку, Луну, были запущены космические летательные аппараты, которые облетели планету, одноразовые и многоразовые спускаемые аппараты, орбитальные зонды, автоматические вездеходы и автоматические миссии по сбору и доставке образцов грунта и, конечно, шесть успешных и героических пилотируемых экспедиций серии «Аполлон». Также были запущены летательные аппараты, которые облетели Меркурий, Марс, Юпитер и Сатурн, а на Венеру и на Марс были запущены орбитальные зонды и спускаемые аппараты. Фобос и Деймос, два малых спутника Марса, были изучены вблизи, и были получены любопытные изображения нескольких спутников Юпитера.

Мы впервые увидели облака из аммиака и грандиозные бури на Юпитере, холодную, покрытую солью поверхность его спутника Ио, испещренную кратерами, древнюю и кипящую пустыню Меркурия и дикий и зловещий пейзаж нашей ближайшей соседки – планеты Венеры, где облака состоят из кислотного дождя, который постоянно льется, но никогда не достигает поверхности, потому что температура этого холмистого ландшафта, освещенного рассеянным солнечным светом, проникающим через сплошной слой облаков, – 482 °С. А какую интересную загадку представляет собой Марс с руслами древних рек, огромными полярными террасами, вулканом почти 24 000 м в высоту, неистовыми бурями, безмятежными полднями и нашей явно неудачной первой попыткой ответить на самый главный из вопросов: есть ли на планете или была когда-то собственная форма жизни?

На Земле существует только два государства, которые могут путешествовать в космосе, пока что только две силы, способные послать машины за пределы атмосферы Земли, – это Соединенные Штаты и Советский Союз. Соединенные Штаты осуществили единственные пилотируемые миссии на другой небесный объект, совершили единственный успешный спуск посадочного модуля на Марс и отправили единственные экспедиции на Меркурий, Юпитер и Сатурн. Советский Союз первым провел автоматические исследования Луны, включая единственные автоматические вездеходы и миссии по сбору и доставке образцов на любой небесный объект и первую посадку спускаемого аппарата на Венеру. После окончания программы «Аполлон» Венера и Луна стали до определенной степени русской сферой влияния, а остальную часть Солнечной системы посещали только американские космические аппараты. Хотя между этими двумя нациями существует определенное научное сотрудничество, эта территориальность установилась по умолчанию, а не по соглашению. За последние годы Советский Союз осуществил ряд очень амбициозных, но безуспешных миссий на Марс, а Соединенные Штаты запустили скромную, но успешную серию орбитальных зондов и спускаемых аппаратов на Венеру в 1978 г. Солнечная система очень большая, и в ней еще многое можно исследовать. Даже у крошечного Марса есть область поверхности, сравнимая с земной. По практическим причинам гораздо легче организовать отдельные, но скоординированные миссии, запущенные двумя или более нациями, чем совместные многонациональные миссии. В XVI и XVII столетиях Англия, Франция, Испания, Португалия и Голландия – каждая организовывала широкомасштабные миссии глобальных исследований и открытий, яростно соревнуясь между собой. Но экономические и религиозные мотивы исследовательского соревнования тех времен на сегодня не имеют аналогов. И все указывает на то, что национальное соревнование по исследованию планет будет, по крайней мере в обозримом будущем, мирным.

Времена, когда планетные миссии будут играть ведущую роль, настанут еще не скоро. Разработка, производство, тестирование, сборка и запуск типичной планетной миссии занимают много лет. Систематическая программа исследования планет требует постоянной работы в этом направлении. Самые знаменитые американские миссии к Луне и планетам – «Аполлон», «Пионер», «Маринер» и «Викинг» – были запущены в 1960-е гг. За все десятилетие 1970-х гг. Соединенные Штаты только раз сделали вклад в исследования планет – это были миссии «Вояджер», запущенные летом 1977 г., целью которых было облететь Юпитер и Сатурн и сделать первое систематическое исследование этих планет, их двадцати пяти или около того спутников и поражающих воображение колец последнего.

Отсутствие новых запусков привело к настоящему кризису в сообществе американских ученых и инженеров, добившихся ряда инженерных успехов и значимых научных открытий, которые начались в 1962 г., когда «Маринер-2» облетел Венеру. Исследования были приостановлены. Штат распустили, и бывшие сотрудники перешли работать совсем в другие сферы деятельности, поэтому существует реальная проблема преемственности планетных исследований. Например, первым откликом на успешное, имеющее историческое значение исследование Марса «Викингом», возможно, будет миссия, которая прибудет на Красную планету не ранее 1985 г., то есть в марсианских исследованиях ожидается почти десятилетний перерыв. И нет ни малейшей гарантии, что даже тогда миссии будут запускать. Эта тенденция – похожая на роспуск большинства кораблестроителей, мастеров по пошиву парусов и мореплавателей Испании в начале XVI столетия, – видимо, возвращается. Недавно был одобрен проект «Галилей» – миссия середины 1980-х гг., заключающаяся в первом орбитальном зондировании Юпитера и первом спуске в его атмосферу, которая может содержать органические молекулы, образовавшиеся в результате таких же химических реакций, которые на Земле привели к появлению жизни. Но в следующем году конгресс настолько урезал фонды, необходимые для осуществления «Галилея», что в настоящее время он находится на грани катастрофы.

В последние годы весь бюджет НАСА составлял меньше 1 % федерального бюджета. Фонды, выделенные на исследования планет, составляли менее 15 % от этой суммы. Просьбы сообщества планетологов о новых миссиях постоянно отклонялись – как объяснил мне один сенатор, общественность, несмотря на «Звездные войны» и «Звездный путь», не писала в конгресс в поддержку планетарных миссий, а ученые не представляют собой влиятельное лобби. И все же на горизонте мы видим ряд миссий, которые открывают необычные научные возможности и одновременно представляют интерес для общества:

Космические полеты с использованием солнечной энергии и встречи с кометой. В обычных межпланетных миссиях космический корабль должен следовать траектории, которая требует минимальных затрат энергии. Ракеты быстро сгорают рядом с Землей, и космический корабль остальную часть путешествия просто двигается по инерции. Мы достигли того, чего достигли, не благодаря огромной мощности ракеты-носителя, а благодаря нашему умению управлять жестко ограниченной системой. В результате мы должны довольствоваться малой грузоподъемностью, длительными миссиями и не можем свободно выбирать даты отправления или прибытия. Но, так же как на Земле, мы рассматриваем возможность перехода с ископаемого топлива на солнечную энергию и в космосе. Солнечный свет оказывает небольшое, но ощутимое давление, называемое световым давлением. Устройство с солнечным парусом очень большой площади относительно массы может использовать световое давление для поступательного движения. В зависимости от того, как мы поставим парус, солнечный свет будет нести нас или к Солнцу, или от него. С квадратным парусом размером около полумили с каждой стороны, но тоньше, чем самый тонкий майлар, межпланетные миссии могут осуществляться более эффективно, чем с традиционным ракетным двигателем. Парус будет доставлен на орбиту Земли пилотируемым шаттлом, распущенный и натянутый. Это будет необычное зрелище, которое легко увидеть невооруженным глазом, как яркую точку света. В бинокль можно будет различить детали на таком парусе – возможно, даже то, что на парусных кораблях XVII столетия называлось «эмблемой» – некий подходящий графический символ, например изображение планеты Земля. К парусу будет прикреплен научный космический аппарат, разработанный для конкретных нужд.

Одним из первых и самых любопытных вариантов применения, которые обсуждаются на данный момент, является полет к комете, возможно к комете Галлея в 1986 г. Кометы проводят большую часть времени в межзвездном пространстве и могут послужить источником информации о ранней истории Солнечной системы и природе межзвездного вещества. Полет на солнечной энергии к комете Галлея может дать нам не только фотографии кометы изнутри и вблизи – то, о чем сегодня мы не знаем почти ничего, – но также, как ни удивительно, образец кометы, который будет доставлен на планету Земля. В этом примере очевидны и практические преимущества, и романтика полета на солнечной энергии, и ясно, что он представляет собой не только новую миссию, но и новую межпланетную технологию. Поскольку разработка технологии плавания на солнечной энергии отстает от разработки технологии ионного ракетного двигателя, именно последний может подтолкнуть нас к первым полетам на кометы. В будущих межпланетных путешествиях будут иметь значение оба механизма движения. Но в долгосрочной перспективе, я считаю, полеты на солнечной энергии будут превалировать. Возможно, в начале XXI столетия будут проводиться межпланетные регаты между Землей и Марсом.

Марсоходы. До миссии «Викинг» ни одному земному космическому кораблю не удавалось осуществить посадку на Марс. Советский Союз предпринял несколько неудачных попыток, из которых по крайней мере одна была довольно загадочной и, возможно, объяснялась опасностями марсианской окружающей среды. Так что и «Викинг-1», и «Викинг-2» после многочисленных попыток успешно сели в два самых скучных места, которые мы могли найти на марсианской поверхности. Стереокамеры спускаемого аппарата показали далекие долины и другие недоступные виды. Орбитальные камеры продемонстрировали необычно разнообразный и многообещающий с геологической точки зрения ландшафт, который с помощью стационарного спускаемого аппарата «Викинга» изучить вблизи было невозможно. Дальнейшее исследование Марса, и геологическое, и биологическое, требует вездеходов, способных приземлиться в безопасных, но однообразных местах и пройти сотни или тысячи километров до интересных мест. Такой вездеход был бы способен каждый день перемещаться на значительные расстояния и постоянно делать фотографии новых пейзажей, новых явлений и, скорее всего, удивительных открытий на Марсе. Его ценность была бы еще выше, если бы он действовал совместно с полярным орбитальным зондом, который рисовал геохимическую карту планеты, или с автоматическим летательным аппаратом, который фотографировал поверхность с небольшой высоты.

Посадочный модуль на Титан. Титан – самый большой спутник Сатурна и самый большой спутник в Солнечной системе (см. главу 13). Он примечателен тем, что его атмосфера плотнее атмосферы Марса и он, вероятно, покрыт слоем коричневатых облаков, состоящих из органических молекул. В отличие от Юпитера и Сатурна, его поверхность позволяет нам высадиться на ней, и его глубокая атмосфера не настолько горячая, чтобы уничтожить органические молекулы. Спуск на Титан, вероятно, будет частью миссии выхода на орбиту Сатурна, которая также может включать вхождение в атмосферу Сатурна.

Радиолокационная станция с формированием изображения на орбите Венеры. Советские миссии «Венера-9» и «Венера-10» передали на Землю первые снятые вблизи фотографии поверхности Венеры. Из-за постоянной пелены облаков характер поверхности Венеры не виден в оптические телескопы, установленные на Земле. Однако радиолокатор, расположенный на Земле, и радиолокационная система на малом летательном аппарате орбитальной станции «Пионер-Венера» сейчас начали отображать поверхность Венеры, где обнаружились горы, кратеры и вулканы, а также необычная морфология. Предложенная радиолокационная станция с формированием изображения на орбите Венеры давала бы радиолокационные изображения Венеры от полюса к полюсу с гораздо большим разрешением, чем можно получить с поверхности Земли. На их основе можно было бы провести предварительное исследование поверхности Венеры, сравнимое с тем, что было сделано для Марса в 1971–1972 гг. «Маринером-9».

Солнечный зонд – автоматический космический аппарат для исследования Солнца. Солнце – ближайшая звезда, единственная, которую мы могли бы изучить вблизи, по крайней мере в течение следующих десятилетий. Приближение к Солнцу представляет огромный интерес, это позволило бы нам лучше понять его воздействие на Землю, а также проверить такую теорию гравитации, как общая теория относительности Эйнштейна. Послать зонд к Солнцу затруднительно по двум причинам: из-за энергии, требуемой для сопротивления движению Земли (и зонда) вокруг Солнца, чтобы он мог упасть на него, и из-за невыносимого нагрева при приближении зонда к Солнцу. Первую проблему можно решить, запустив летательный аппарат на Юпитер, а затем использовать гравитацию Юпитера, чтобы запустить его к Солнцу. Поскольку на орбиту Юпитера заходит много астероидов, такая миссия была бы полезна и для изучения астероидов. Решение второй проблемы, на первый взгляд наивное, – лететь к Солнцу ночью. Разумеется, ночь на нашей планете наступает тогда, когда само тело Земли оказывается между наблюдателем и Солнцем. Это верно и для солнечного зонда. Некоторые астероиды подходят к Солнцу довольно близко. Солнечный зонд мог бы приблизиться к Солнцу в тени освещаемого Солнцем астероида (одновременно проводя исследование и этого астероида). Рядом с точкой максимального сближения астероида с Солнцем зонд вышел бы из тени и, наполненный жидкостью, которая устойчива к нагреванию, погрузился бы насколько возможно в атмосферу Солнца, пока не растаял бы и не испарился и атомы с Земли добавились бы к ближайшей звезде.

Пилотируемые миссии. Как правило, пилотируемая миссия обходится в 50–100 раз дороже, чем подобная автоматическая миссия. Так что чисто для научных исследований предпочтительны автоматические миссии, в которых используется искусственный интеллект. Однако для исследования космоса могут быть и другие причины – социальные, экономические, политические, культурные или исторические. Пилотируемые миссии, о которых говорят наиболее часто, – это космические станции на околоземной орбите (и, возможно, предназначенные для того, чтобы аккумулировать солнечный свет и передавать его в виде микроволновых лучей вниз на Землю, которая нуждается в энергии) и постоянная лунная база. Также обсуждаются грандиозные планы строительства космических городов на земной орбите из материалов, добытых на Луне или на астероидах. Стоимость транспортировки материалов с таких планет с низкой гравитацией, как Луна или астероиды, на орбиту Земли гораздо меньше стоимости транспортировки тех же материалов с нашей планеты, обладающей высокой гравитацией. Такие космические города могут в конечном счете стать самораспространяющимися: они сами будут строить новые. Стоимость таких больших пилотируемых станций еще точно не оценили, но, по-видимому, все они – так же как пилотируемая миссия на Марс – будут стоить в пределах 100–200 млрд долларов. Возможно, такие планы однажды реализуются: они имеют большие перспективы и историческое значение. Но тех из нас, которые годами боролись за то, чтобы организовать космические миссии, стоящие менее одного процента от этих сумм, можно простить за сомнения насчет того, будут ли выделены требуемые фонды и оправданы ли такие расходы для общества.

Тем не менее можно организовать важную экспедицию, которая будет стоить существенно меньше и подготовит почву для всех этих пилотируемых предприятий, – экспедицию на углеродный астероид, орбита которого пересекает орбиту Земли. Астероиды летают в основном между орбитами Марса и Юпитера. Но траектории некоторых пересекают орбиту Земли и время от времени пролетают в нескольких миллионах километров от Земли. Многие астероиды, главным образом углеродные, – с большим количеством органических веществ и химически связанной воды. Считается, что органическое вещество образовалось из сжатого межзвездного газа и пыли на очень ранних стадиях образования Солнечной системы, около 4,6 млрд лет назад, и их изучение и сравнение с образцами кометы представляет большой научный интерес. Я не считаю, что материалы из углеродного астероида нужно оценивать так же, как лунные образцы, которые доставил «Аполлон», – как «всего лишь» камни. Более того, пилотируемый спуск на такой объект послужил бы отличной подготовкой к возможному использованию ресурсов в космосе. И, наконец, посадка на такой объект была бы развлечением: благодаря тому, что гравитационное поле настолько слабое, астронавт мог бы прыгать в высоту на десять километров. Эти объекты, пересекающие орбиту Земли, которых открывают все больше, называются (название было выбрано задолго до пилотируемых космических полетов) «объектами группы Аполлона». Они могли быть высохшими ядрами комет, а могли и не быть. Но каким бы ни было их происхождение, они представляют большой интерес. На некоторые из них, по сравнению с другими космическими объектами, людям легче всего добраться, используя только технологию шаттла, которая будет доступна через несколько лет.

Те миссии, которые я описал, не выходят за пределы наших технических возможностей и не требуют от НАСА гораздо бо́льших расходов, чем текущий бюджет. Они представляют интерес и для науки, и для общества, которые очень часто имеют общие цели. Если бы такая программа была реализована, мы бы предварительно исследовали все планеты и большинство спутников от Меркурия до Урана, взяли бы образцы астероидов и комет и обнаружили бы границы и содержимое того пространства в космосе, которое нам доступно. Как напоминает нам открытие колец вокруг Урана, главные и неожиданные открытия еще впереди. Такая программа позволила бы нам также сделать первые неуверенные шаги в освоении Солнечной системы, добывать природные богатства на других планетах, обустроить космос для проживания человека и, наконец, преобразовать окружающую среду других планет так, чтобы люди могли жить там с минимальным дискомфортом. Люди станут мультипланетным видом.

Переходный характер этих нескольких десятилетий очевиден. Если мы не уничтожим себя, ясно, что человечество никогда не будет вновь ограничено одним миром. В конечном счете благодаря существованию городов в космосе и присутствию человеческих колоний на других планетах человеку будет намного сложнее себя уничтожить. Очевидно, что мы вошли, почти не заметив этого, в золотой век планетных исследований. Как во многих похожих случаях в человеческой истории, открытие горизонтов посредством исследований сопровождается открытием художественных и культурных горизонтов. Я не представляю, чтобы многие люди в XV столетии даже задумывались о том, что они живут в эпоху итальянского Возрождения. Но открывающиеся перспективы, воодушевление, обнаружение новых способов мышления, техническое развитие, заграничные товары и депровинциализация той эпохи были заметны мыслящим людям. Сегодня у нас есть способности, и средства, и – я очень надеюсь – желание добиться чего-то подобного. Впервые в человеческой истории во власти нынешнего поколения расширить наше присутствие на других планетах Солнечной системы, предвкушая их чудеса и желая узнать, чему они нас научат.