Život na Marsu: kako nas najnovija otkrića približavaju skorom potezu

Sadržaj:

Život na Marsu: kako nas najnovija otkrića približavaju skorom potezu
Život na Marsu: kako nas najnovija otkrića približavaju skorom potezu
Anonim

Sjetite se kako je Elon Musk tvitao: Nuke Mars! ("Udarimo Mars nuklearnim bombama!")? Mars - i ono što osoba može učiniti s njim - zabrinjava čovječanstvo barem od "Marsovske hronike" Raya Bradburyja. Ali postoji velika razlika između fantazija od prije pola stoljeća i naših dana: najnovija naučna otkrića prenijela su razgovore o životu na Marsu iz fantazijskih krugova u urede istraživača, pa čak i poslovnih ljudi.

Četvrta planeta Sunčevog sistema je upola manja od Zemlje u radijusu, ali je po površini jednaka sa svim zemljinim kontinentima zajedno (na sreću, tamo nema okeana), a 2008. godine NASA -ina istraživačka sonda je tamo pronašla vodu (u obliku leda). Nije iznenađujuće da postoji iskušenje da se naseli planeta, a doslovno u julu 2019. godine raketni motori za let koji je tamo prvi put uspio podići u zrak Starhopper, prototip koji će se za nekoliko godina pretvoriti u Starship - raketa i svemirska letjelica stvorena posebno za letove do Marsa. Zahvaljujući potpunoj ponovnoj upotrebi Starship -a (više od stotinu upotreba), troškovi letova za Mars trebali bi pasti.

Istovremeno, prosječna godišnja temperatura na Marsu je -63 stepena Celzijusa, otprilike ista kao na antarktičkoj stanici Vostok. Tamo je tako hladno jer je njegova atmosfera 150 puta tanja od Zemljine. S tako tankom plinskom školjkom, efekt staklenika je vrlo slab, zbog čega je hladan. Problem se može riješiti približavanjem klimatskih uslova na Marsu klimi Zemlje - ovaj proces se naziva teraformiranje. U slučaju Marsa, za to je potrebno nekako oštro zagrijati površinu planete, koja se čak i u najboljim godinama nalazi 56 miliona kilometara odavde.

Naučnici se prilično teško bore s ovim problemom, a nedavno, u ljeto 2019. godine, predstavljen je neobičan način da Crvena planeta postane useljiva - za početak, barem djelomično. Pokazalo se da prozirna kupola izrađena od egzotičnog gel materijala debljine samo nekoliko centimetara toliko zagrijava zemaljsku imitaciju marsovskog tla pri slabom lokalnom osvjetljenju da može podržati biljni život bez dodatnog zagrijavanja. I ovo je prava senzacija. Govorimo vam šta se općenito može učiniti tako da nakon određenog broja godina ljudi prolaze marsovskim poljima i dive se dva mjeseca odjednom.

Image
Image

Aerogelne kupole: staklenici nivoa 80 koji su naučnici otkrili prije mjesec dana

Idemo direktno na najnovije otkriće. U julu 2019. godine, tim naučnika proveo je jednostavne laboratorijske eksperimente u kojima je postavio analog marsovskog tla u komoru sa razrijeđenom atmosferom i marsovskom temperaturom. Zatim su zasijali na kupolama sa lampama koje su dale 150 vati energije po kvadratnom metru - tačno onoliko koliko Sunce u proseku daje površini Marsa.

Pokazalo se iznenađujuće: bez i najmanjeg vanjskog zagrijavanja, površina Marsovog tla, prekrivena odozgo gel kupolom, zagrijala se malo iznad nula stupnjeva. Kupola, debljine samo dva centimetra, dobro propušta vidljivu svjetlost, zagrijavajući tlo s njom, ali vrlo slabo prenosi ultraljubičasto, infracrveno zračenje i toplinu. Sirovina za njegovu proizvodnju (običnog pijeska) na Marsu, kao i na Zemlji, ima više nego dovoljno.

Zagrijavanje tla za 65 stupnjeva jednostavnom prozirnom kupolom izgleda kao čudo, jer s dna tla nema posebne toplinske izolacije, a dio topline ipak odlazi sa strana. Odnosno, to je kao prekrivanje smrznutog tla pametno složenom uljnom krpom - i tada se sve događa samo od sebe. Ali ovdje nema posebnog čuda. Aerogelovi su otkriveni 1931. godine, a zapravo je riječ o običnom alkoholnom gelu, iz kojeg se sav alkohol zagrijavanjem isparava, ostavljajući mrežu kanala ispunjenih zrakom. Njegova svojstva toplinske izolacije s istom debljinom su do 7,5 puta veća od svojstava pjene ili mineralne vune, dok je praktično prozirna. Uobičajeno stanovanje napravljeno od nje i na Zemlji, budući da je potpuno prozirno, ne bi zahtijevalo grijanje, osim za vrijeme duge polarne noći.

Zanimljivo je da je u stvari ovaj materijal već testiran na Marsu: američki roveri koriste aerogel kako se njihovi unutarnji instrumenti ne bi previše ohladili tokom marsovske noći, kada temperatura može pasti na -90 stepeni.

Image
Image

Istraživači koji su predložili takve kupole kao način da se jednog dana presele na Mars primjećuju da se kupole sa aerogelima lako prenose na velike udaljenosti. Štoviše, eksperimenti u zemaljskim laboratorijima već su pokazali da čak i rajčice u potpunosti rastu na analognom tlu Marsa, ako bi temperatura bila normalna. Nema potrebe ni za njih trošiti mnogo vode: nema odakle ispariti ispod kupole, odnosno čak će i malu količinu biljke stalno trošiti "u krugu". Inače, kako bi potvrdili ove prijedloge, autori planiraju prenijeti eksperimente na Antarktik - suhe doline McMurda, koje su po klimi i bezvodnosti izuzetno blizu Marsa.

Mošus je u pravu

Najradikalniji način rješavanja problema, kao što je često slučaj, predložio je Elon Musk: bombardiranje polova Marsa termonuklearnim bombama. Eksplozije bi trebale ispariti ugljični dioksid, koji čini većinu leda u polarnim vrhovima ove planete. CO2 će stvoriti efekt staklene bašte, odnosno od nuklearnih bombardiranja na četvrtoj planeti zagrijat će se ozbiljno i dugo.

Istina, 2018. godine studija koju je sponzorirala NASA iznijela je potpuno drugačije gledište: beskorisno je bombardirati stupove. I općenito, sav Marsov ugljični dioksid nije dovoljan da stvori atmosferu dovoljno gustu za ozbiljno zagrijavanje. Prema proračunima naučne grupe "nasov", otopio je polarne kape ugljičnog dioksida, tamošnji pritisak može se povećati samo 2,5 puta. Bit će toplije, ali i dalje su temperature na Antarktiku - a atmosfera je 60 puta tanja od naše. Autori djela izravno su spomenuli osobu čije gledište kritiziraju: Elona Muska. Ali to ga, izgleda, nije ni najmanje uznemirilo.

Čak i na Marsu možete pronaći kanjon dug hiljade kilometara - i nastaniti se u njemu

Mars ima vrlo neobične karakteristike reljefa koje nema na Zemlji. Jedan od njih je sistem kanjona Mariner Valley, dugačak 4.000 kilometara, najduži poznati u Sunčevom sistemu. Širina mu je do 200 kilometara, a dubina do 7 kilometara. To znači da je na dnu kanjona atmosferski pritisak jedan i po puta veći i da je osjetno topliji i vlažniji nego na ostatku planete. Na dijelu dolina Mariner svemirske letjelice fotografiraju stvarnu maglu iz vodene pare (slika dolje), a na padinama drugih područja - tamne tragove potoka u pijesku, a ti su potoci sumnjivo slični vodi.

Image
Image

Dio doline Mariner poznat kao Labirint noći

Svih deset hiljada kvadratnih kilometara na fotografiji prekriveno je jutarnjom maglom - prilično rijetkom pojavom za Mars.

Doline Mariner nisu svuda široke - na nekim mjestima njihova širina iznosi samo nekoliko kilometara. Odavno se predlaže da se takva mjesta prekriju staklenom kupolom, vjerujući da će to biti dovoljno da zadrži toplinu i formira lokalnu visoku temperaturu. Kupola aerogela iznad takvog područja s vodom može dovesti do stvaranja lokalne relativno tople klime sa vlastitim oborinama i vodom. Takva se mjesta mogu graditi postupno, a što je veća površina prekrivena prislonjenim kupolama, to će prosječna temperatura biti viša (manji gubitak topline kroz zidove). Dakle, u stvari, takvo postupno, "puzanje" teraformiranje može zauzeti vrlo veliko područje planeta.

Šta nije u redu sa NASA -inim proračunima i zašto su nesaglasni naučnici već angažovani u SpaceX -u?

Postoji lakši način za globalno zagrijavanje Marsa do temperatura na Zemlji. Kako je primijetila druga grupa naučnika, već smo isprobali ovu metodu na Zemlji, a da nismo htjeli - emitirati 37 milijardi tona ugljičnog dioksida u svoju atmosferu i postupno povećavati temperaturu na planeti. Ovaj put su staklenički plinovi.

Naravno, na Marsu nema ugljena koji bi mogao stvoriti efekt staklene bašte ako se spali. A CO2 nije najefikasniji staklenički plin. Ima mnogo boljih kandidata, od kojih najviše obećava SF6. Njegova molekula sastoji se od jednog atoma sumpora, oko kojeg strši šest atoma fluora. Zbog svoje "glomaznosti", molekul savršeno presreće ultraljubičasto i infracrveno zračenje, dok dobro prenosi vidljivu svjetlost. Što se tiče jačine efekta staklene bašte, on je 34.900 puta veći od ugljičnog dioksida. Odnosno, samo milion tona ove supstance dalo bi isti efekat staklene bašte kao desetine milijardi tona CO2 koje je čovječanstvo danas ispuštalo.

Image
Image

Tamne pruge u pijesku postaju duže u toplim sezonama, a kraće u hladnim, zbog čega ih neki naučnici smatraju mokrim pijeskom iz tokova vode na površini.

Osim toga, plin SF6 je vrlo uporan - njegov vijek trajanja u atmosferi je od 800 do 3200 godina, ovisno o vanjskim uvjetima. To znači da ne morate brinuti o njegovom raspadanju u atmosferi Marsa: jednom proizveden ostat će tamo jako dugo. Osim toga, plin je bezopasan za ljude i sve žive organizme. Zapravo, na Marsu je to prilično korisno jer presreće UV zrake ništa gore od ozona, kojeg još nema.

Prema proračunima, za otprilike 100 godina ubrizgavanje super-stakleničkih plinova ove vrste može povisiti temperature na planeti za desetke stupnjeva.

Zanimljivo je da je nešto ranije, uz podršku NASA -e, obavljeno još jedno znanstveno djelo koje je opisalo upravo takav scenarij - teraformiranje Marsa uslijed umjetnih stakleničkih plinova povećane učinkovitosti. Jedan od autora ovog rada bila je Marina Marinova, koja je dugo radila za NASA -u, a danas se zaposlila u SpaceX -u. Štaviše, sam Elon Musk ga je nazvao koatorom, kritikujući rad koji govori o nedostatku CO2 na Marsu, navodno ga sprečavajući da se pretvori u planetu sa temperaturama blizu Zemlje.

Važna značajka takvog supermoćnog efekta staklenika: nakon zagrijavanja marsovskog tla, CO2 koji se u njemu veže trebao bi se ispustiti u atmosferu, dodatno povećavajući zagrijavanje planete.

Image
Image

Kada će Mars zaista izgledati kao Zemlja?

Iako SF6 zaista može transformirati cijelu planetu, mora se jasno shvatiti da se to neće dogoditi sutra. Prema proračunima, za to morate potrošiti milijarde kilovat -sati godišnje - i potrošiti ih na Marsu, praveći isti SF6 plin od bogatog fluora i sivog tla. Odnosno, oni koji žele teraformirati će morati izgraditi cijelu nuklearnu elektranu od 500 megavata na planeti, automatizirane proizvodne pogone koji stalno ispuštaju plin SF6 u atmosferu. Ovaj proces će dati opipljive rezultate nakon sto godina rada. Pa, ili malo brže s vrlo velikim ulaganjima u stvaranje tvornica.

Sve ovo vrijeme ljudi koji pružaju svoje aktivnosti i proučavaju Mars morat će negdje živjeti. Očigledno je da će najbolje rješenje za lokalnu transformaciju planete u mjestima njihovog naseljavanja biti kupole aerogela. To jest, ako je potrebno, teraformiranje će se odvijati na dva načina odjednom: lokalno - za sadašnje koloniste uz pomoć kupola - i globalno - za planetu u cjelini.

Ko već može živjeti na Marsu - i zašto je to važno

Stabla jabuka na Crvenoj planeti neće procvjetati u bliskoj budućnosti, ali vanjska vegetacija zapravo može doći tamo prije nego što mislimo.

Image
Image

Hanthoria elegans

Još 2012. godine njemačka vazduhoplovna agencija provela je eksperiment sa arktičkim lišajevima Xanthoria elegans. Držan je na tlaku 150 puta nižem od Zemljinog - bez kisika, na marsovskim temperaturama. Uprkos otuđenju okoline, lišajevi su ne samo preživjeli, već nisu izgubili ni sposobnost uspješne fotosinteze (tokom perioda koji oponašaju dnevne sate).

To znači da u brojnim regijama Marsa - istim dolinama pomoraca - takvi organizmi u ekvatorijalnoj zoni već mogu živjeti. A nakon početka proizvodnje SF6 plina na Marsu, teritorij pogodan za njih počet će se brzo širiti. Kao i drugi lišajevi, elegantna Xanthoria proizvodi kisik tijekom fotosinteze. Zapravo, oslobađanje lišajeva na zemlji prije otprilike 1,2 milijarde godina (0,7 milijardi godina prije visokih biljaka) omogućilo je zemljinoj atmosferi da naglo podigne sadržaj kisika na nivo današnjih kopnenih visoravni. Najvjerojatnije će na Marsu lišajevi imati istu funkciju - pripremiti atmosferu kako bi složenija stvorenja u njoj lakše živjela. Možda ljudi.

Preporučuje se: