Вода в космосе: на каких планетах она есть, и что пьют космонавты

Есть ли вода на спутниках планет?

Особые надежды возлагаются на спутники газовых гигантов. Они покрыты толстой коркой льда, под которой могут находиться запасы воды. Ученые считают, что вода может находиться на Европе, Каллисто и Ганимеде. Эти планеты покрыты толстым многокилометровым слоем льда, под которым может находиться вода в жидком состоянии. Многие спутники планет-гигантов состоят из люда в большей или меньшей степени, но его нельзя принимать как внеземную воду, дающую возможность для нахождения жизни.

Поскольку жизни и условий для ее существования нет на соседних с Землей планетах Солнечной системы, ученые продолжают поиски живого за ее пределами. Известно огромное количество планетных систем, но наша система от них очень сильно отличается. Целью поиска является планета с условиями, которые схожи с земными. Постоянно совершенствуемые приборы и методы изучения космических тел позволяют продвигаться вперед и дают возможность изучения все более отдаленных объектов. Возможно, что где-то в космическом пространстве будет обнаружена планета, на которой будет достаточное количество живой воды, но ведь не только вода является залогом и единственным фактором зарождения жизни. С другой стороны, если брать в расчет иные формы жизни, отличные от земных обитателей, то возможно, для их существования вода вовсе не нужна?

Какими должны быть природные условия для жизни на других планетах?

На нашей планете все составляющие климата, минеральных запасов и прочих природных условий создали такую картину, что идеально подходит для нормального существования живых организмов. Но вот исследования космоса, планет и других космических тел дали идею, что есть некие схожие объекты. Давайте же взглянем на необходимые условия.

Одним их первых и самых важных условий существования человека остается гравитация

• А чтобы гравитация на другой планете была максимально схожа с гравитацией Земли, ей необходим такой же радиус и масса.
  • Есть даже некий претендент, например, Венера. Планета имеет практически такой же размер, поэтому и сила тяжести далеко не ушла.
  • А точнее, она меньше лишь на 0,93 м/с². Но вот температура на «земном близнеце» (да, ее так иногда называют) свыше 400 °С. Поэтому мы просто бы сгорели там.
  • Есть еще одна планета, что не так сильно ушла от нашей силы тяжести – это Нептун. Отличаются лишь только на 1,28 м/ с². Но зато мощнейшие ураганы, что совсем не затихают, просто не давали бы нам выжить. А сила их больше 2000 м/с.
• Поэтому схожее небесное тело должно иметь такой же состав микроэлементов, как у нашей планеты. Помимо этого, также крайне важны условия на этой планете для того, чтобы человеческий организм смог не то чтобы нормально функционировать, а вообще выжить.
• Благодаря ряду современных исследований, ученые утверждают, что на сегодняшний день не существует планеты, которая на 90% была похожа на Землю. Не стоит забывать, что диапазон гравитации должен удерживать атмосферу и при этом не уничтожить все живые организмы давлением.
• От мощности силы притяжения напрямую зависит, как будет развиваться костный скелет и мышечные волокна у человека. Достаточно вспомнить один из немногих примеров из животного мира.
• Исходя из этого, можно сделать вывод, что человек, попав в зону повышенной гравитации, обладал бы сильными костями и более развитыми мышцами. Однако ему необходим был бы существенно меньший рост для того, чтобы понижать собственную массу тела.

Очень важная для жизни гравитация

Вторым важным условием жизни человека на другой планете является атмосфера

• Атмосфера существует лишь на немногих планетах, потому этот фактор существенно сузит выбор планеты для нормальной жизнедеятельности человека. Атмосфера располагает к наличию живых существ на небесном теле.
• Атмосфера нее только насыщает наши легкие кислородом, но и защищает от вредного радиоактивного излучения. Но ни одна планета из всей солнечной системы не имеет в своем составе столько кислорода.
  • Например, на той же Венере слишком много углекислого газа. А при такой высокой температуре живой организм сразу же начинал бы разлагаться.
  • А вот на Марсе атмосфера слишком слабая и разряженная. Да и не забываем, что на нем одна из самых меньших сил тяжести, поэтому он просто не в состоянии удержать более сильную атмосферу. Поэтому мы бы были длинными и худыми.
• Газовые гиганты, как Юпитер и Сатурн, имеют хорошую атмосферу. По крайней мере, наиболее близкое ее состояние к земным показателям, но у них же нет твердой поверхности. Да и рассчитанная сила тяжести на поверхности облаков просто не давала бы нам возможности перемещаться.

Но не менее важная и атмосфера, чтобы дышать

Дополнительные критерии для жизни на планетах:

• таким необходимым озоновым шаром обладает всего 3 планеты из всей Солнечной системы. И то, он не дотягивает до нужных показателей. Но есть на опасной и жгучей Венере некий процент озона, что смог бы нас защищать. Также Марс своей атмосферой и озоновым шаром близко подошел к Земле;
• температура должна быть в разумных пределах – от -50 °C до таких же значений только с плюсовым показателем. К сожалению, на первых двух телах можно сгореть, а дальше — просто замерзнуть;
• вода или хотя бы лед – это первый сигнал возможной жизни. Но об этом немного позже;
• ну и еще необходимы тяжелые элементы на планете для нормального существования и передвижения. На Юпитере и Сатурне мы уже убедились, что перемещение, а значит и жизнь, на них невозможно.

Вода и должное солнечное тепло — это дополнительные условия для нормальной жизнедеятельности

Неземная вода на небольших планетах и спутниках

Параллельно с исследованием крупных планет, ученый не сбрасывали со счетов их спутники. И как оказалось не зря. Сначала реальное существование воды было выявлено на спутнике Юпитера Европе. Позже она нашлась на Ганимеде и Энцеладе. Естественно, что она выглядит не так, как мы привыкли. Обширные океаны и моря соленой воды спрятаны глубоко под коркой вечных льдов.

Такие выводы исследователи сделали после того как нашли на поверхности Энцелада крошечные силикатные кристаллы. Они начали моделировать различные процессы, при которых произошло формирование гранул. Наиболее вероятная теория развития событий основывается на том, что на глубине нескольких десятков километров есть горячий океан, который периодически пробивает лед горячими гейзерами и выплескивается на поверхность. Затем вода замерзает и испаряется, оставляя после себя только мелкие фрагменты растворенных силикатов.

Гидротермальные гейзеры есть и на нашей планете. Их рассматривают, как потенциальные «колыбели жизни». США планирует совершить экспедицию, в ходе которой станет возможным найти жизнь на Европе. Водные прогнозы по Ганимеду просто невероятные – местный океан превышает по объему суммарное количество воды всех земных океанов, несмотря на то, что его диаметр составляет 5200 километров.

Пристальное внимание вызывает и карликовая планета Церера из астероидного пояса Солнечной системы. Интерес к малышке диаметром всего 950 километров объясняется тем, что телескоп Гершеля обнаружил на ней огромные запасы воды в форме льда

Если его растопить, то чистой воды получится больше, чем на Земле.

Несмотря на то, что большую часть планеты Земля покрывают водоемы разной величины, она занимает только пятое место в водном рейтинге Солнечной системы. Самым водообильным на данный момент считается Ганимед, который вдвое меньше нашей Луны

Расширение планеты и дрейф материков как причина образования воды

250 млн лет назад существовал 1 сверхконтинент, который впоследствии разделился на части, начавшие двигаться друг от друга так, что между ними образовались широкие проемы, ставшие впоследствии океанами.

Это явление может объяснить гипотеза расширения Земли. Сторонники версии утверждают, что первоначально наша планета была в обхвате в 2 раза меньше, чем сейчас, и материки, вначале слитые воедино, могли полностью ее опоясать. Затем космическое тело начало расширяться, и в едином материке появились трещины — будущие океанические впадины.

Ученые определили, что:

• средняя полоса России смещается в восточном направлении со скоростью 1 см в год;
• Германия при этом остается неподвижной.

С такой скоростью всего за 20 млн лет (это маленький срок с геологической точки зрения) на месте Европы может появиться новый океанический пролив шириной 4 тыс. км.

Одна из версий, почему расширяется планета, — активное участие в данном процессе водорода. Земля, окружающие ее планеты, кометы и иные небесные тела состоят из этого химического элемента более чем на 95%.

К нам водород пришел в момент рождения Протоземли вместе с первичным облаком, среди атомов которого были и металлы, отличающиеся способностью поглощать водород в большом количестве, в тысячи раз больше, чем свой размер. И чем больше это поглощение, тем металл активнее уплотняется.

По мере того как пылевое облако становилось плотнее, давление внутри будущей Земли росло, небесное тело разогревалось.

Максимальное сжатие было в его центральных областях, и в какой-то момент температурные показатели в земном ядре достигли критических значений, вызвав обратный процесс — водород начал выделяться из металлов. Ядро резко расширилось, и верхние земные слои не выдержали — треснули.

Водород, проходя сквозь недра, захватывал по пути кислород, появляясь на поверхности уже в виде пара. Он конденсировался, превращаясь в воду, и заполнял литосферные впадины, образуя океаны.

Континенты мира когда-то были одним огромным суперконтинентом под названием Пангея. Единый материк, при расширении Земли (250—300 млн. лет назад), дал трещины, которые, наполнившись водой, превратились в океаны. Credit: sharejunkies.com/nauka.vesti.

И у планет бывают двойники?!

Согласно представлениям древних египтян, у любого человека есть свой астральный двойник. По мнению ряда исследователей, именно в Древнем Египте, где пользовались такой популярностью представления о двойниках, и возникла гипотеза о наличии в космосе второй Земли. Ученым удалось обнаружить на ряде древнеегипетских гробниц весьма таинственные рисунки. В их центре расположено Солнце, с одной стороны от него изображена Земля, с другой — ее двойник. Обе планеты через Солнце соединены прямой линией, рядом находится изображение, напоминающее человека.

Исходя из этих изображений, уфологи полагают, что древние египтяне не только знали о двойнике Земли, но и о существовании на нем разумных обитателей. По их мнению, представители разумной цивилизации с Антиземли могли даже посещать древних египтян и передавать им знания. Впрочем, как считают скептики, на рисунках мог быть изображен только переход фараона из мира живых в мир мертвых, расположенный по другую сторону от нашего светила.

Интересно, что предположения о двойнике Земли выдвигали и пифагорейцы. Один из них, Гикет Сиракузский, даже дал название этой гипотетической планете — Антихтон. Древнегреческий ученый Филолай Кротонский изложил свои представления об устройстве окружающего мироздания в своем труде «О природном». Уже в то далекое время он не сомневался в том, что Земля не единственный мир, существующий в окружающем пространстве, и есть множество других планет. Среди этих планет он изображал и Антиземлю, двойника нашей планеты.

Согласно его картине устройства космоса, в его центре находился Огненный Источник, названный им Хестной. Солнце, по его представлениям, было огнем внешнего предела и служило чем-то вроде зеркала, лишь отражающего свет Хестны. Между Солнцем и Хестной древний ученый разместил около десятка планет, среди них Землю и ее двойника. Возможно, Филолай разделял представления древних египтян о двойниках, считая, что все должно иметь свою пару.

Есть ли жизнь на других планетах: исследование планет-гигантов, Луны и Марса

Из списка всех необходимых критериев можно прийти к выводу, что ни одно космическое тело не подходит для существования жизни. Но ведь можно же найти хотя бы подходящее тело для построения космической базы. Давайте же копнем немного глубже в этом направлении.

Ученые в течение многих лет задавались вопросом: где же находится планета, которая могла бы стать своеобразным хранилищем для информации. Ответ удивил всех – Луна. Самое ближайшее небесное тело, которое находится на расстоянии трех космических часов.
На Луне отсутствует атмосфера, что значительно может ограничить возможности и привычную жизнедеятельность человека. Но на спутнике Земли возможно и реально обустроить базу, которая сохранила бы в себе все знания, что были добыты и сохранены человечеством для того, чтобы в будущем передать это потомкам.
Что касается непосредственного расселения людей, то дела обстоят довольно непросто. Исходя из научных исследований, жить можно лишь под поверхностью Луны, что довольно дорого и проблематично.

Для жизни более пригодными являются Марс и спутники планет-гигантов. Ученые давно рассматривают эти небесные тела, как альтернативу Земле

На сегодняшний день, самым исследуемым является Марс.
Последние десять лет на поверхности этой планеты на постоянной основе находятся посадочные станции и марсоходы для наиболее лучшего изучения поверхности планеты.
В отличие от Луны, на Марсе есть своя атмосфера, которую благодаря новейшим технологиям можно улучшить и сделать пригодной для жизни человечества.
Основным преимуществом Марса перед Луной является наличие воды — самого важного ресурса, который необходим для жизни. Правда, минусовая температура превратила ее в лед, но это хоть малейший проблеск на надежду.
Совсем недавно ученые обнаружили марсианские пещеры, которые по своим функциям идеально подходят для существования

Однако еще не обнаружили вход в них, но это поправимо. Исследователи не теряют надежды запустить в марсианские пещеры специальных роботов для того, чтобы как следует все изучить. Этот план является приоритетным на ближайшие десять лет.

Луна и Марс имеют наиболее благоприятные условия ждя жизни

• Помимо этого астрологи рассматривают спутник Европа, что вращается вокруг Юпитера, и Энцелад, который входит в состав спутников Сатурна, тщательно изучая их поверхность и физические характеристики. На поверхности этих небесных тел гигантские океаны, под ледяной коркой которых находится обычная соленая вода.
  • Считается, что океан – это место, где когда-то зародилась жизнь. Ученые полагают, что в будущем человек легко смог бы приспособиться к жизни в океане или же на его поверхности.
  • Мимо этих спутников часто пролетают космические аппараты, однако ни один не рискует приземлиться на их поверхность. Исследователи утверждают, что в ближайшие годы спутники Юпитера и Сатурна будут изучены.
  • Найти жизнь под глыбами льда – очень важная задача для современной биологии. Исходя из результатов изучения спутников, станет понятно, пригодны ли они для человеческой жизни и стоит ли в дальнейшем рассматривать их, как площадку для расселения добровольцев.
  • Также существует теория, из-за которой ученые считают спутники привлекательными для жизни. Суть заключается в том, что мощность излучения Солнца с каждым годом возрастает. А через тысячелетия поверхность Земли высохнет и перестанет быть благоприятной для жизнедеятельности человеческой расы. В то время, как спутники Сатурна и Юпитера благодаря силе излучения Солнца, наоборот, станут более теплыми, чем в наши дни.
  • Напомним, что на Европе температура иногда доходит до отметки -220 °C, но не поднимается выше -150 °C. А вот Энцеланд имеет более лояльные, но нестабильные показатели – от -45 °C до +90 °C.

Также учеными полюбовались спутники Юпитера и Сатурна

Энцелад

Энцелад, являющийся спутником Сатурна, состоит в основном из водяного льда и имеет почти белую поверхность с рекордной в Солнечной системе чистотой и отражательной способностью. В 2005 году на его поверхности был открыт богатый водой шлейф, фонтанирующий из южной полярной области. Проведённые анализы выбросов указали на то, что они выбиваются из подповерхностного жидкого водного океана. Учёные считают, что температура его верхних слоёв может составлять около −45°С и с ростом глубины достигать +1 °С, что сравнимо с температурой арктических вод на Земле.

Согласно сведениям, собранным зондом в 2015 году при пролёте мимо Энцелада с рекордного расстояния в 25 километров, стало известно, что в выбрасываемой жидкости помимо воды также содержится большое количество водорода. Это указывает на активные гидротермальные процессы в океане Энцелада. Также учёные не исключают, что на дне океана могут происходить процессы восстановления углекислого газа до метана — подобная реакция схожа с активностью древних океанов Земли, которая стала источником энергии для первых организмов.

Слева — Энцелад, справа — водяной пар в южном полушарии Энцелада. Изображения сняты космическим аппаратом «Кассини»

Индийский океан

Индийский океан на карте

Третий по величине океан в мире — Индийский океан. Его площадь более чем в два раза меньше размеров Тихого океана. Размеры достигают 70 миллионов квадратных километров, что равняется площади трёх материков. Такие материки, как Азия, Африка и Австралия омываются этим океаном. Средняя глубина Индийского океана достигает больше 3,9 километров. Однако самая глубокая точка, располагающаяся в Зондском жёлобе, достигает в глубину 7258 метров. Около 20% от Мирового океана занимает Индийский океан. Изначально Индийский океан назвали “Восточным”.

Акватория Индийского океана была образована около 180 миллионов лет назад после того, как распалась Гондвана, являвшаяся древним суперконтинентом. На протяжении многих лет океан формировался, чтобы принять современную форму. Окончательное формирование произошло около 35 миллионов лет назад. Крупнейшие регионы океана имеют возраст менее 80.000.000 лет.

У этого океана нет выхода на севере, он ограничен материками. Он обладает малым количеством островов, если сравнивать его с более крупными океанами. Океан уникален тем, что кислород насыщает воды почти на самой глубине.

Климат на территории непостоянный. В летне-осенний период дуют тёплые ветра, в остальное время преобладают муссоны и северные ветра. Однако погодные условия на территории акватории являются самыми тёплыми.

Семь государств добывают различные полезные ископаемые в Индийском океане. Там находится более 45% мирового запаса нефти.

Крупнейший архипелаг — Сейшельские острова. Большая их часть является коралловыми или гранитными островами, где обитают только эндемики. Наибольшее разнообразие флоры наблюдается вблизи коралловых рифов. Всего насчитывается 115 островов, на которых обитают экзотические животные, например, морские птицы и черепахи. Как утверждают геологи, большая часть видов, обитающих в этом океане, являются эндемиками.

Численность животных, обитающих в Индийском океане, резко сокращается в последние годы. Это объясняется общим повышением температуры воды в акватории. Больше всего страдает фитопланктон, с которого начинается пищевая цепочка.

Крупнейшие азиатские реки, как Ганг, Салуин и Брахмапутра, питают Индийский океан. А крупнейшими островами являются Шри-Ланка и знаменитый Мадагаскар.

Есть ли жизнь на других планетах?

Вот мы и подобрались к оценке вероятности существования инопланетной жизни. Все написанное выше несет оптимистичный характер. Исходя из широкого разнообразия земных живых организмов, можно сделать вывод, что даже на самой «суровой» планете-двойнике Земли может возникнуть живой организм, пусть и совсем отличный от привычных для нас. Даже исследуя космические тела Солнечной системы, мы находим закоулки, казалось, мертвого мира, не похожего на Землю, в которых все же существуют благоприятные условия для углеродных форм жизни. Еще сильнее укрепляет наши убеждения о распространенности живого во Вселенной возможность существования не углеродных форм жизни, а неких альтернативных, использующих вместо углерода, воды и других органических веществ некоторые иные вещества, вроде кремния или аммиака. Таким образом допустимые условия для жизни на другой планете значительно расширяются. Умножив это все на размеры Вселенной, конкретнее – на количество планет, получим достаточно высокую вероятность возникновения и поддержания инопланетной жизни.

Анимация вращения экзопланет вокруг звезды HR 8799 в 129 световых лет от нас. Снимки обсерватории Кек, Гавайи.

Есть лишь одна проблема, которая возникает перед астробиологами, равно как и перед всем человечеством – мы не знаем, как возникает жизнь. То есть как и откуда взяться хотя бы простейшим микроорганизмам на других планетах? Вероятность зарождения самой жизни, даже при благоприятных условиях, мы оценить не можем. А потому оценка вероятности существования живых инопланетных организмов крайне затруднительна.

Если переход от химических соединений к живым организмам определить, как естественное биологическое явление, вроде самовольного объединения комплекса органических элементов в живой организм, то вероятность возникновения такого организма высока. В таком случае можно сказать, что на Земле так или иначе появилась бы жизнь, имея она в наличии те органические соединения, которые она имела, и соблюдая те физические условия, которые она соблюдала. Однако, ученые так и не выяснили природу этого перехода и факторов, которые могут на него влиять. Потому среди факторов, влияющих на само возникновение жизни, может быть что угодно, вроде температуры солнечного ветра или расстояния до соседней звездной системы.

Предполагая, что для возникновения и существования жизни в пригодных для жизни условиях требуется лишь время, и никаких более неизученных взаимодействий с внешними силами, можно сказать, что вероятность обнаружить живые организмы в нашей галактике – довольно высока, эта вероятность существует даже в нашей Солнечной системе. Если же рассматривать Вселенную в целом, то исходя из всего вышенаписанного, можно с большой уверенностью сказать, что жизнь на других планетах есть.

3 место. Венера

Венера – соседка Земли и по совместительству одна из самых горячих планет в нашей системе. Всему виной плотнейшие облака, которые удерживают полученное тепло в атмосфере. Из-за этого средняя температура на планете составляет 477 °C. Тем не менее, если решить проблему с облаками, то вполне реально получить в итоге условия, подобные земным. К тому же добираться до Венеры гораздо проще, чем к любой другой планете.

Венеру заслуженно называют близнецом Земли, т.к. их диаметр и масса очень схожи.

Кроме решения проблемы чрезвычайной жары человеку придется решать проблему с водой, которой на Венере не обнаружено, но всё же есть надежда, что где-то в недрах планеты она есть. Неприятен и тот факт, что без облаков Венера может оказаться подвержена радиации из-за слабого магнитного поля.

Учёные уже имеют представление о том, как подготовить Венеру к активному терраформированию. Можно установить специальные экраны между планетой и Солнцем, которые снизят поток солнечной энергии, что позволит значительно снизить температуру. Менее изящным способом является бомбардировка Венеры кометами и астероидами, которые несут лёд. К тому же согласно расчётам так можно раскрутить планету и сократить венерианские сутки, которые сейчас составляют 58,5 земных. В процессе формирования гидросферы уже можно будет начать закидывать туда водоросли и земные микроорганизмы.

Размер астероида, необходимого для создания гидросферы на Венере

Таким образом, колонизация Венеры вполне возможна, пусть и не в ближайшем будущем, ведь сейчас для этих целей человечеством выбрана иная планета…

Магмовый океан Ио

самое вулканически активное тело

Этот магмовый океан сохраняется в расплавленном состоянии благодаря двум эффективным методам генерации тепла, один из которых включает своеобразную орбиту Ио. Расположенная между Юпитером и двумя галилеевыми спутниками, Европой и Ганимедом, орбита Ио искривляется в эллиптическую форму, то есть некоторые части ее орбиты проходят ближе к Юпитеру. Из-за гравитационной тяги, поверхность Ио выпирает в высоту до 100 метров. Именно этот приливной насос генерирует огромное количество тепла на Ио, сохраняя океан магмы в жидком состоянии и заставляя вулканический хаос проливаться на поверхность.

Ио также получает невероятное количество тепла благодаря электрическому сопротивлению. Летая в 422 000 километров от Юпитера, Ио как правило пересекает гигантские магнитные поля газового гиганта, которые превращают маленькую луну в электрогенератор, создающий 400 000 вольт и индуцирующий 3 миллиона ампер тока. Именно этот ток несет ответственность за создание молний в верхней атмосфере Юпитера.