Терраформирование — это теория о гипотетической возможности смены климатических условий на космических телах: спутниках, астероидах, звездах. Но в первую очередь речь идет, конечно, о планетах. Предполагается, что можно сделать климат, атмосферу и экологические условия пригодными для комфортной жизни человека, земных животных и растений. Таким образом терраформирование, вероятно, позволит землянам активно заселять космос.
В 2025 году группа ученых представила план терраформирования Марса. «Тридцать лет назад это было научной фантастикой, сегодня — достижимая цель», — заявила ведущий автор Эрика ДеБенедикт. Уже сегодня на Земле тестируют технологии, которые лягут в основу этого плана: от синтетических лишайников для превращения марсианского реголита в «биобетон» и фотобиореакторов для переработки углекислого газа до создания микробных сообществ, которые помогут сформировать биосферу планеты. В материале рассказываем о пяти ключевых разработках 2025–2026 годов.
Трехэтапный план: от нагрева до биосферы
Исследователи из Чикагского университета, Гарварда и их коллеги предложили план, рассчитанный на столетия, но его первые шаги должны быть пройдены в ближайшие десятилетия. Почему именно Марс? Соавтор Эдвин Кит из Чикагского университета поясняет логику: «Живые планеты лучше мертвых. На Марсе была вода — и, возможно, жизнь — миллиарды лет назад. Мы можем вернуть это состояние». План включает три этапа.
Этап 1. Нагрев и утолщение атмосферы — 10–50 лет
На первом этапе предлагается поднять температуру на 10–20°C и увеличить атмосферное давление с 6 до 30–100 мбар. Для сравнения: давление у поверхности Земли составляет около 1013 мбар, то есть даже после первого этапа марсианская атмосфера останется в 10–30 раз разреженнее земной. Однако этого достаточно, чтобы в низинах (например, в бассейне Эллада) появилась жидкая вода — ключевое условие для следующих шагов. Для этого планируется использовать солнечные зеркала, наночастицы или аэрогель (он настолько легкий, что для покрытия 1 км² нужно всего 0,0001 кг материала), которые направят тепло на полярные шапки. Для реализации потребуется около 1 млн т грузов.
Этап 2. Заселение микроорганизмами — 100–300 лет
Следующий этап — биологический. Он начнется, когда на планете появится жидкая вода. План предполагает распыление генетически модифицированных бактерий (например, устойчивой к радиации Deinococcus radiodurans) с орбитальных станций или дронов над регионами с водой. Микроорганизмы будут перерабатывать марсианский реголит, выделяя кислород и азот.
По расчетам, ежегодное внесение 10⁹ бактерий позволит поднять содержание кислорода в атмосфере до 1–5% за 100–200 лет, а к 500-му году — до 13% (в атмосфере Земли содержится примерно 21% кислорода). Параллельно начнет формироваться почва, пригодная для примитивных растений.
Этап 3. Создание биосферы — 500–1000 лет
Финальный этап — появление самоподдерживающейся экосистемы. Сначала на Марс отправятся мхи и лишайники, адаптированные к низкому давлению и радиации. Затем — хвойные деревья. Люди будут жить в куполах, используя местный кислород и воду. В перспективе в отдельных регионах планеты можно будет обходиться без скафандров.
Ключевые ресурсы для всех этапов уже есть на планете. Орбитальные миссии подтвердили наличие подповерхностных залежей водяного льда в полярных регионах (оценочный объем — 1,5–3 км³), в атмосфере — углекислый газ, а в реголите — минералы для производства метана и удобрений. По расчетам авторов плана, повышение средней температуры Марса с нынешних –60 °C всего на 5 °C (до –55°C) уже создаст условия для существования жидкой воды у экватора — при условии, что атмосферное давление достигнет нужных значений.
Синтетические лишайники: первый автономный строительный материал для Марса
План — это дорожная карта. Но чтобы по ней пройти, нужны конкретные инструменты. И они уже существуют. Один из ключевых проектов на сегодня — синтетические лишайники, разработанные в Техасском университете A&M при поддержке NASA. Ученые под руководством доктора Конгруи Грейс Джин (Congrui Grace Jin) создали микробный консорциум из нитчатых грибов и цианобактерий, который самостоятельно растет на симулянте марсианского грунта и скрепляет его частицы в прочный «биобетон». В 2025 году проект получил освещение как первый действующий прототип биологической строительной платформы. Его инновационность заключается в полной автономности: микроорганизмы не нуждаются в органическом питании, доставляемом с Земли.
Как это работает
В отличие от предыдущих разработок, где использовались отдельные штаммы бактерий, требующие постоянной подачи питательных веществ, команда Джин создала синтетическое сообщество, имитирующее природные лишайники. Система состоит из двух компонентов:
Фотоавтотрофные диазотрофные цианобактерии — сине-зеленые водоросли, которые сами создают себе пищу с помощью света и фиксируют углекислый газ и азот из атмосферы. Гетеротрофные нитчатые грибы — выступают как основные производители связующего материала: они выделяют биоминералы (карбонат кальция) и биополимеры, которые склеивают частицы марсианского реголита.
Оба компонента работают в симбиозе: грибы поставляют цианобактериям воду, минералы и углекислый газ, а цианобактерии обеспечивают грибы кислородом и органикой. Вместе они выделяют внеклеточные полимеры, усиливающие сцепление между частицами реголита и осажденными биоминералами.
Почему сообщество, а не один вид
Выбор синтетического сообщества вместо одиночного супер-микроба — не случайность. Как объясняет член-корреспондент РАН, доктор биологических наук Елизавета Бонч-Осмоловская, для создания полноценной почвы на чисто минеральной подложке необходимо сообщество микроорганизмов с разными функциями: «Автотрофы, которые, используя энергию света или неорганических веществ, и органогетеротрофы, которые, разлагая биомассу автотрофов, одновременно снабжают их необходимыми для роста веществами. Мы имеем живой пример перед глазами — это лишайники, комбинация цианобактерий, использующих энергию света, и микроскопических грибов, которые, выделяя кислоту, растворяют породу и поставляют цианобактериям питательные вещества. Так на скалах создается первичная почва, на которой вырастают даже большие деревья».
Принцип симбиоза фотоавтотрофов и гетеротрофов команда Джин и перенесла в лабораторию, создав автономную систему, не требующую внешнего питания.
Как это может быть использовано на практике
Полученный «биобетон» можно использовать в 3D-печати для создания самых разных конструкций — от домов и мебели до стен и перегородок. Как заявляет Джин: «Мы можем построить синтетическое сообщество, имитируя природные лишайники. Мы разработали способ создания синтетических лишайников для производства биоматериалов, которые склеивают частицы марсианского реголита в конструкции. Затем, с помощью 3D-печати, можно изготавливать широкий спектр конструкций — здания, дома и мебель».
Технология может быть полезна не только на Марсе, но и на Земле — например, для строительства в удаленных, труднодоступных или пострадавших от стихийных бедствий районах, где можно использовать местные материалы.
Фотобиореактор «435 nm»: рекордная продуктивность для замкнутого цикла
Синтетические лишайники решают задачу строительства, но она не единственная. Российский проект фокусируется на обеспечении человека воздухом и показывает рекордную эффективность среди мировых аналогов. Установка на микроводорослях перерабатывает углекислый газ в кислород, очищает воду и производит биомассу — и делает это в разы быстрее конкурентов.
Руководитель проекта — Александр Шаенко, известный по краудфандинговому спутнику «Маяк» и участию в разработке ракет «Ангара-А5» и южнокорейской KSLV-1. Вместе с командой ИМБП РАН он создал фотобиореактор, который за сутки культивирует 18 гр биомассы микроводорослей на каждый литр воды. Для сравнения: у зарубежных аналогов этот показатель не превышает 1–5 гр. Принцип работы: водоросли поглощают углекислый газ, выделяют кислород и одновременно очищают воду, что делает систему идеальной для замкнутых сред — космических станций, марсианских баз или подводных аппаратов.
Ключевое преимущество — компактность. По расчетам Шаенко, для поддержания жизнедеятельности одного человека зарубежным аналогам требуется около 500 л воды, российской системе — всего 50 л (в перспективе — 35 л). Это критично для дальних миссий, где каждый килограмм груза на счету.
Проект опирается на многолетние наработки ИМБП РАН, начавшиеся с советской системы БИОС-3. В 1960–1970-х в Красноярске проводились эксперименты по замкнутому жизнеобеспечению: в изолированном объеме 315 м³ три человека жили за счет растений и микроводорослей, замыкая циклы по газу и воде на 60–80%. В БИОС-4 этот показатель превысил 90%. Современный реактор — прямое развитие тех идей, но в компактном исполнении.
В перспективе фотобиореактор может быть дополнен гидробионтами: рачками, моллюсками, рыбой. Это позволит создать полностью замкнутую цепочку и превратит установку из генератора кислорода в мини-экосистему, способную обеспечивать экипаж и белковой пищей.
HOPE: индийский аналог марсианской базы
В августе 2025 года Индия провела свою первую полномасштабную аналоговую миссию — HOPE (Himalayan Outpost for Planetary Exploration). Такие миссии решают задачу человеческой адаптации. Технологии можно тестировать в лабораториях, но поведение человека в изоляции, при дефиците кислорода и в экстремальном холоде можно отработать только на Земле — в местах, максимально похожих на Марс. Станция HOPE расположена в долине Цо-Кар в Ладакхе, на высоте 4530 м над уровнем моря. Это одно из самых марсианоподобных мест на Земле: высокий УФ-поток, низкое атмосферное давление, соленая вечная мерзлота и перепады температур от +35°C днем до –25°C ночью.
Внутри станции 10 дней провели двое исследователей: Рахул Могалапалли — инженер-аэрокосмик, и Яман Ако — астробиолог. Они были полностью изолированы от внешнего мира, связь с базой поддержки — только по спутниковому каналу. Как позже рассказывал Рахул: «Десять дней стали настоящей школой. Приходилось экономить еду, воду и даже интернет-трафик. Поддерживать дисциплину было непросто, но если бы представился шанс, я бы повторил».
Научная программа
Участники проводили биомедицинские эксперименты: собирали образцы мочи, выдыхаемого воздуха и крови. Исследовательскую программу готовили ведущие индийские институты. Ученые изучали эпигенетические, геномные, физиологические и психологические реакции экипажа, отрабатывали протоколы мониторинга здоровья и методы сбора микробных проб.
Стратегический контекст
Миссия HOPE — часть более широкой стратегии Индии. ISRO (индийская организация космических исследований, аналог NASA и «Роскосмоса») планирует запуск астронавтов по программе Gaganyaan в 2027 году, высадку индийского астронавта на Луну к 2040 году и создание национальной космической станции Bharatiya Antariksh Station к 2035 году.
UPRS-1: самый точный симулятор марсианского грунта
В июле 2025 года команда Института геологии и геофизики Китайской академии наук (IGG CAS) представила симулятор марсианского грунта UPRS-1 (Utopia Planitia Regolith Simulant-1). Зачем это нужно? Без точной копии марсианской поверхности невозможно ни отработать бурение, ни проверить оборудование, ни понять, как ведут себя микроорганизмы в реальных условиях.
Китайский симулятор воспроизводит физические, химические, спектральные и механические свойства настоящего реголита в районе марсианской равнины Утопия (огромный ударный бассейн диаметром около 3300 км). Общая степень сходства — 86,1%. Это рекордный показатель среди всех существующих аналогов. Ранее симуляторы марсианского грунта создавались в основном на основе данных о южных нагорьях планеты.
Команда ученых проанализировала показания пяти приборов марсохода «Чжужун»: мультиспектральной камеры, коротковолнового инфракрасного спектрометра, лазерно-индуцированного спектрометра, видимого и ближнего инфракрасного спектрометра и рентгеновского флуоресцентного спектрометра. Эти данные выявили присутствие гидратированных минералов (гипса и глин) — явных признаков того, что в прошлом в этом районе была жидкая вода.
Как создавали UPRS-1
За основу взяли измельченный базальт из провинции Шаньдун на востоке Китая. Затем в него по специальной формуле добавили точную минеральную смесь. Полученный материал проверили по шести параметрам: основные химические элементы, спектральные свойства, гранулометрический состав, плотность, когезия и угол внутреннего трения. На основе этих данных разработали пятииндикаторную методику оценки сходства — по химическому составу, физическим свойствам, спектральным характеристикам, пористости и механическим параметрам. Эта методика теперь может применяться для создания симуляторов и для других регионов Марса.
Зачем это нужно
UPRS-1 решает две ключевые задачи. Первая — инженерная. Симулятор позволяет проверять буровое и посадочное оборудование до отправки на Марс. Разработка велась в том числе с учетом проблем, возникших у миссии NASA InSight в 2020 году: ее тепловой зонд HP3 смог погрузиться всего на 35 см вместо запланированных 5 м из-за неожиданных свойств грунта. С UPRS-1 такие сюрпризы можно выявить на Земле.
Вторая — ресурсная. На симуляторе отрабатывают технологии ISRU (In-Situ Resource Utilization) — добычи воды и других ресурсов непосредственно на Марсе. Если из UPRS-1 можно извлечь воду, значит, та же технология сработает и на Красной планете.
MarCyan: экстремофильные цианобактерии как основа для марсианской биосферы
Проект MarCyan финансируется по специальной программе Европейского союза. Его главная цель — изучить возможность использования цианобактерий для обеспечения марсианских миссий. Почему именно цианобактерии? Эти простые организмы могут производить кислород с низкими питательными потребностями и способны жить в широком диапазоне экстремальных условий. Кроме того, их можно использовать как источник пищи, для производства биотоплива, в биоремедиации и как биоудобрения.
Что изучают и зачем
Проект выходит за рамки простого наблюдения за выживаемостью. MarCyan исследует молекулярные механизмы, позволяющие организмам существовать в экстремальных условиях. Это позволит осознанно выбирать лучшие организмы для использования в космических миссиях, а не действовать методом проб и ошибок.
Цель проекта — не просто доказать, что цианобактерии могут выжить на Марсе, а создать научную базу для устойчивых биопроизводственных процессов, использующих марсианские ресурсы.
Откуда берут микроорганизмы
Ученые работают с экстремофильными цианобактериями, выделенными из реки Рио-Тинто в Испании — одного из лучших земных аналогов Марса. Ее геохимический и минералогический состав напоминает химию марсианской поверхности, а красноватые оттенки воды — марсианские ландшафты.
Выделенные бактерии помещают в специализированные планетарные симуляционные камеры, где создают условия, максимально приближенные к марсианским: низкое давление, особый газовый состав, радиационный фон.
Проекты из разных стран складываются в осмысленную мозаику реализации плана терраформирования Марса. Синтетические лишайники дают материал для строительства, фотобиореактор — воздух и воду, аналоговая миссия HOPE — опыт человеческой адаптации, китайский симулятор — возможность отрепетировать бурение и добычу ресурсов, а MarCyan — научную базу для будущей биосферы.
До самоподдерживающейся экосистемы на Красной планете еще столетия, но дорожная карта уже перестала быть абстракцией. Она обросла лабораторными прототипами, цифрами и именами первых испытателей. Сегодня уже не стоит вопрос о том, возможно ли это. Остается узнать лишь, готовы ли мы пройти этот путь до конца.
➤ Подписывайтесь на телеграм-канал «РБК Трендов» — будьте в курсе последних тенденций в науке, бизнесе, обществе и технологиях.