Во всяком случае, это не та беда, ради которой стоит ломать голову в первую очередь.
Атмосфера.
Предположим, мы всё-таки нашли планету с подходящими гравитацией температурой, магнитным полем, длительностью сутокможет, проще таки найти другую, где ещё и атмосфера нормальная? Ну ладно, положим, все уже заняты и целесообразно всё-таки переделать эту. Вот и вопрос, как?
Легче всего эту задачу оказалось решить от обратногото есть не определить, как из атмосферы планеты N сделать земную, а понять, какие вообще типы атмосфер пригодны для переработки.
Ответ, я думаю, вы знаете: почти никакие.
Что нужно получить в конце процесса? Нормальный состав земного воздуха: 21 % кислорода, 78 % азота, остальноеуглекислый газ и всякие примеси, давлениеодна атмосфера. Теоретически кислорода может быть и больше, но это уже детали. Его ещё надо откуда-то взять.
Первое, что приходит на умразумеется, фотосинтез. Причём наиболее эффективны в этом плане вовсе не «зелёные лёгкие планеты», то есть деревья, а хлореллаодноклеточные водоросли. Для процесса ей нужна вода, углекислый газ и свет. Тогда задача переходит уже в чисто инженерную плоскость: нужно вооружиться генной инженерией и вылепить специальный вид хлореллы, неприхотливый, быстро размножающийся, эффективно выделяющий кислороди начать засевать им планету. Если воды мало, для тех же целей можно использовать отдельные виды архейбесхлорофильный фотосинтез менее эффективен, но не требует воды.
Собственно, больше на ум не приходит ничего. Другие способы получения кислорода требуют специфических соединений вроде пероксида натрия, и для проекта в масштабах планеты непригодны.
Как следствиеесли в атмосфере планеты нет углекислого газа, насытить её кислородом будет ну очень трудно. Можно сказать, невозможно. Спасает разве только то, что всё-таки именно из него состоят атмосферы планет земной группы, в том числе земная несколько миллиардов лет назад. Думается, что экзопланеты последуют этому правилу.
Остальное зависит от состава атмосферы конкретной планеты. Например, аммиак можно разлагать на азот и воду, сам азот не трогать. Однако так или иначе кардинально изменить атмосферу очень трудно, читайневозможно. Например, что делать с венерианской атмосферой? Даже если она остынет, потребуется откуда-то взять азот или гелий. Химическим преобразованием с помощью биологических процессов можно сделать многое, но не всё.
В конечном итоге я пришёл к газовой смеси из азота, углекислого газа, небольшого количества кислорода, метана и аммиака. Других вариаций, собственно, особо и не видно-то. Да и эта смотрится слишком уж подозрительно. Знаете, почему? Внезапная догадка заставила меня влезть в гугли таки да, примерно такой же газовый состав имела атмосфера молодой Земли.
Такие дела.
И ведь всё это касается чистого превращения одной атмосферы в другую. Если, как на Марсе, её тупо мало, проблема оказывается куда серьёзнее. Например, там нужно не просто преобразовать газы, но откуда-то их взятьчетыре квинтиллиона килограмм в случае Красной планеты. Четыре квинтиллионаэто 4 000 000 000 000 000 000. Вопрос риторический.
Один из вариантов решения проблемы хотя бы локальноэто создание атмосферных стаканов. То есть берётся самое глубокое место на планете, выкапывается ещё глубже, и там-то и живут люди. Более того, будут образовываться кислородные оазисы, из которых живительный газ распространяется в остальную атмосферу с помощью диффузии. Теоретически это реально, хотя масштабы работ, разумеется, по-прежнему циклопические.
Но где наша не пропадала.
Вода.
Если на планете воды примерно как на Марсе, то есть кот наплакал, у нас большие проблемы. Вариантов водоснабжения имеется два: либо получить воду химическим путём с помощью наших многострадальных грибков или бактерий, либо привезти её из космоса.
Однако если мы говорим о фантастике, то тут вопрос в том, что пишет автор. Если производственный роман, то эти детали, несомненно, важны. А если рассказ о конфликте интересов, как Джек Вэнс в рассказе «Ничья планета», то уже не очень.
Может показаться, что вариант с доставкой воды извне более реалистичен, но это только на первый взгляд (в общем-то, на первый взгляд и химический синтез тоже вполне реализуем). В принципе, теоретически возможно установить двигатели прямо на каком-нибудь ледяном астероиде и с помощью коррекции орбиты вывести его к нужной нам планете. Однако дальше возникает вопрос, как слить эту воду на поверхность. Просто бухнуть астероид внизне слишком хорошая мысль: удар такой мощи причинит чудовищные разрушения, а водяной пар улетит в атмосферу и добавится к парниковому эффекту. Можно, разумеется, совместить приятное с полезным, но в любом случае стоит разрезать астероид на куски помельче, что является далеко не тривиальной задачей.
Вариант, впрочем, не самый худший.
А что с химическим синтезом? В клетках расселённых на планете существ может происходить следующее:
CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O
2CH4 + H2O + O2 = 5H2 + CO + CO2
4H2 + CO2 = CH4 + 2H2O
На выходе получается вода, немного водорода, углекислого и угарного газа. Угарный газ можно сразу окислять:
2CO + O2 = 2CO2
На всё это тратится много энергии, вода и кислород участвуют в цикле, но в конечном итоге идёт постоянный прирост.
Однако дьявол кроется в цифрах. Масса атмосферы Землипримерно 5,1е18 кг, из них 23 %кислород. Масса гидросферы Землипримерно 1,4е21 кг, однако немалая её частьэто глубины океана, без которых вполне можно обойтись. Если сделать на это поправку и снизить необходимое количество воды до 2,55е19 кг (это примерно равносильно покрытию 10 % поверхности Земли со средней глубиной в 300 метров), выяснится, что в воду придётся переработать весь кислород, метан и водород в атмосфере, оставив планету без газовой оболочки вообще, причём даже этого количества всё равно не хватит и на пятую часть наших океанов.
В результате остаётся только включить демиурга и написать, что на планете уже имеется незначительное количество водыхотя бы 8-10 % от земной. Для существования цивилизации хватит. Да и реальности не особо противоречит.
Биосфера.
На фоне всего вышеперечисленного задача создания биосферы выглядит почти что элементарной. Но если вы надеялись быстро высадить деревья, остыньте. Грунт нашей безжизненной планеты ещё надо превратить в почву, то есть высадить в него микроорганизмы и хорошенько удобрить, чтобы будущие деревья не померли без питания. Потом можно запустить зверей, насекомых, грибов и так далее, причём потребуется тщательно просчитать экологию всего этого зоопарка и следить, чтобы не было как в Австралии, где законы сейчас вообще запрещают ввозить в страну любую живность без разрешения. Всё потому, что австралийцы не раз уже обжигались на всяких кроликахэкосистема их изолированного материка работает сама по себе, и внешний фактор легко может её нарушить. Так и тут.
Мало того, многое ещё зависит от степени ядовитости бывшего состояния нашей планеты. Например, в грунте Марса были обнаружены перхлораты, которые уничтожили бы картошку Мэтта Дэймона, оставив его без еды. А всякие кислоты, щёлочи, ядовитые газы и тому подобное ещё долго будут радовать животных своими эффектами.
Под куполом.
Альтернативный вариант, гораздо более реалистичный, чем почти всё вышеописанноеэто не менять планету, а построить на ней поселения с собственной замкнутой средой. Естественно, определённые параметрыгравитация, напримервсё равно должны быть подходящими для человека, однако найти планету с приемлемой силой тяжести несравненно проще, чем найти таковую со всеми нужными параметрами.
Преимущества такого подхода очевидны. Создать нужные условия в объёме 100200 кубических километров куда проще, чем в объёме целой планеты. Это ликвидирует главное препятствие, упомянутое вышето есть масштаб. Правда, точно так же снижается и вероятная экологическая ниша: в купола миллиарды человек не расселить. Но это уже вопрос цели, а не методов.
Итак, предположим, мы нашли на какой-нибудь планете крупные залежи хреноптаниума. Настолько крупные, а главное, настолько уникальные, что даже меланж по сравнению с хреноптаниумомкакашка (впрочем, он ведь и есть). И их добыча в условиях враждебной средырентабельна. Ну или просто кучка изгоев угнала Звезду смерти и решила скрыться от бывших врагов на необитаемой планете. Варианты есть разные. Как им обустроить родной дом?