Kdaj Bodo Ljudje Lahko živeli Na Marsu?

Kdaj Bodo Ljudje Lahko živeli Na Marsu?
Kdaj Bodo Ljudje Lahko živeli Na Marsu?

Video: Kdaj Bodo Ljudje Lahko živeli Na Marsu?

Video: Kdaj Bodo Ljudje Lahko živeli Na Marsu?
Video: Как красить Седые Волосы! Окрашивание Седины! Уроки! 2024, Marec
Anonim

Življenje na Marsu: kako nas nedavna odkritja približajo selitvi na Rdeči planet in kako dolgo bo trajalo.

Sladko življenje na Marsu
Sladko življenje na Marsu

16. avgusta 2019 je ekscentrični milijarder in izumitelj Elon Musk tvitnil Nuke Mars! ("Udarimo Mars z jedrskimi bombami!"). Mars - in kaj lahko človek z njim počne - skrbi človeštvo vsaj od Marsovih kronik Raya Bradburyja. Toda med fantazijami izpred pol stoletja in našimi dnevi je velika razlika: najnovejša znanstvena odkritja so pogovore o življenju na Marsu iz fantazijskih krogov prenesla v pisarne raziskovalcev in celo poslovnežev.

Četrti planet sončnega sistema je v radiju pol manjši od Zemlje, vendar je na območju enak vsem zemeljskim celinam skupaj (na srečo oceanov ni), poleg tega pa je leta 2008 NASA-ina raziskovalna sonda tam našla vodo (v oblika ledu). Ni presenetljivo, da obstaja skušnjava, da bi naselili planet in dobesedno julija 2019 so raketni motorji za let tam prvič lahko dvignili v zrak Starhopper, prototip, ki se bo čez nekaj let spremenil v Starship - raketa in vesoljsko plovilo, ustvarjeno posebej za polete na Mars. Zahvaljujoč popolni ponovni uporabi Starshipa (več kot sto uporab) bi morali stroški letov na Mars strmo padati.

Hkrati je povprečna letna temperatura na Marsu -63 stopinj Celzija, približno enaka kot na antarktični postaji Vostok. Tam je tako mrzlo, ker je njegovo ozračje 150-krat tanjše od zemeljskega. S tako tanko lupino plina je učinek tople grede zelo šibek, zato je hladen. Težavo je mogoče rešiti tako, da se podnebne razmere na Marsu približajo Zemljinemu podnebju - temu procesu pravimo teraformiranje. V primeru Marsa je za to treba nekako ostro ogreti površino planeta, ki se tudi v najboljših letih nahaja 56 milijonov kilometrov od tod.

Znanstveniki se s to težavo borijo precej težko, pred kratkim pa so poleti 2019 predstavili nenavaden način, da Rdeči planet postane vseljiv - za začetek vsaj delno. Izkazalo se je, da prozorna kupola iz eksotičnega gelskega materiala, debelega le nekaj centimetrov, v slabi lokalni razsvetljavi toliko ogreje zemeljsko imitacijo Marsovskih tal, da je sposobna podpirati rastlinsko življenje brez dodatnega ogrevanja. In to je prava senzacija. Povemo vam, kaj lahko sploh storimo, da ljudje po določenem številu let hodijo po Marsovskih poljih in občudujejo dve luni hkrati.

Airgel kupole: rastlinjaki na 80. nivoju, ki so jih znanstveniki odkrili pred mesecem dni

Pojdimo naravnost k najnovejšemu odkritju. Julija 2019 je skupina znanstvenikov izvedla preproste laboratorijske poskuse, v katerih so postavili analog Marsovske zemlje v komoro z redko atmosfero in Marsovsko temperaturo. Nato so na kupolah zasijali s svetilkami, ki so dale 150 vatov energije na kvadratni meter - natanko toliko, kolikor sonce v povprečju daje površini Marsa.

Izkazalo se je presenetljivo: brez najmanjšega zunanjega ogrevanja se je površina Marsovske zemlje, od zgoraj prekrite z gelsko kupolo, ogrela nekoliko nad nič stopinj. Kupola, debela le dva centimetra, dobro prepušča vidno svetlobo, segreva tla, zelo slabo pa prenaša ultravijolično, infrardeče sevanje in toploto. Na Marsu, pa tudi na Zemlji, je več kot dovolj surovin za njegovo proizvodnjo (navadni pesek).

Ogrevanje tal za 65 stopinj s preprosto prozorno kupolo je videti kot čudež, saj od spodaj tla nimajo posebne toplotne izolacije in del toplote še vedno gre na stranice. Se pravi, kot da pokrijemo zmrznjeno zemljo s pametno razporejeno krpo - in potem se vse zgodi samo od sebe. Toda tu ni posebnega čudeža. Aerogeli so bili odkriti leta 1931 in dejansko gre za običajni alkoholni gel, iz katerega ves alkohol izhlapi s segrevanjem, tako da ostane mreža kanalov, napolnjenih z zrakom. Njegove toplotno izolacijske lastnosti z enako debelino so do 7,5-krat višje od lastnosti pene in mineralne volne, medtem ko je praktično prozorna. Običajno stanovanje iz njega in na Zemlji, ki je popolnoma prozorno, ne bi zahtevalo ogrevanja, razen v dolgi polarni noči.

Zanimivo je, da je bil ta material dejansko že preizkušen na Marsu: ameriški roverji uporabljajo aerogel, da se njihovi notranji instrumenti med marsovsko nočjo, ko lahko temperatura pade na -90 stopinj, ne prehladijo.

Raziskovalci, ki so takšne kupole predlagali kot način, kako se nekega dne premakniti na Mars, ugotavljajo, da je zračne kupole enostavno prevažati na velike razdalje. Poleg tega so eksperimenti v kopenskih laboratorijih že pokazali, da tudi paradižnik popolnoma raste na analogni Marsovi zemlji, če bi bila temperatura normalna. Tudi zanje ni treba porabiti veliko vode: izpod kupole nima kam izhlapeti, to pomeni, da jo bodo celo majhno količino rastline nenehno porabljale "v krogu". Mimogrede, da bi avtorji potrdili te predloge, nameravajo eksperimente prenesti na Antarktiko - suhe doline McMurdo, ki so po podnebju in brezvodnosti zelo blizu Marsa.

Musk ima prav: Mars je res mogoče bombardirati - in morda koristno (vendar ne dejstvo)

Najbolj radikalen način reševanja problema, kot se to pogosto dogaja, je predlagal Elon Musk: s termonuklearnimi bombami bombardirati polove Marsa. Eksplozije bi morale upariti ogljikov dioksid, ki predstavlja večino ledu v polarnih kapicah tega planeta. CO2 bo ustvaril učinek tople grede, torej se bo zaradi jedrskih bombnih napadov na četrtem planetu resno in dolgo ogreval.

Res je, da je leta 2018 študija, ki jo je sponzorirala NASA, zagovarjala povsem drugačno stališče: zaman je bombardiranje polov. In na splošno ves Marsov ogljikov dioksid ni dovolj za ustvarjanje ozračja, ki je dovolj gosto za resno segrevanje. Po izračunih znanstvene skupine "nasov" lahko tlak, ki je stopil polarne kape ogljikovega dioksida, dvignemo le 2,5-krat. Postalo bo topleje, vendar so še vedno temperature na Antarktiki - in ozračje je 60-krat tanjše od našega. Avtorji dela so neposredno omenili osebo, katere stališče kritizirajo: Elona Muska. A to ga, kot kaže, niti najmanj ni motilo.

Tudi na Marsu lahko najdete kanjon, dolg tisoč kilometrov - in se v njem naselite.

Mars ima zelo nenavadne reliefne lastnosti, ki jih na Zemlji ni. Eden izmed njih je 4000 kilometrov dolg sistem kanjona Mariner Valley, najdaljši znan v sončnem sistemu. Njegova širina je do 200 kilometrov, globina pa do 7 kilometrov. To pomeni, da je na dnu kanjonov atmosferski tlak enkrat in pol višji in je opazno toplejše in bolj vlažno kot na preostalem delu planeta. Na delu dolin Mariner vesoljska plovila fotografirajo prave megle iz vodne pare (na sliki spodaj), na pobočjih drugih območij - temne sledi potokov v pesku in ti potoki so sumljivo podobni vodi.

Doline Mariner niso povsod široke - ponekod je njihova širina le nekaj kilometrov. Že dolgo je bilo predlagano, da se taka mesta pokrijejo s stekleno kupolo, saj verjamejo, da bo to dovolj za zadrževanje toplote in oblikovanje lokalne visoke temperature. Kupola aerogela nad takšnim območjem z vodo lahko privede do lokalnega razmeroma toplega podnebja z lastnimi padavinami in vodo. Takšna mesta je mogoče graditi postopoma in večja kot je površina, pokrita z naslonjenimi kupolami, višja bo povprečna temperatura (manj toplotnih izgub skozi stene). Tako lahko dejansko tako postopno, "plazeče" oblikovanje terafije zavzame zelo veliko območje planeta.

Kaj je narobe z Nasinimi izračuni in zakaj so ločeni znanstveniki že najeti pri SpaceX?

Obstaja enostavnejša pot do globalnega segrevanja Marsa do zemeljskih temperatur. Kot je ugotovila druga skupina znanstvenikov, smo to metodo že preizkusili na Zemlji, ne da bi želeli - v njeno ozračje oddati 37 milijard ton ogljikovega dioksida in postopoma povečevati temperaturo na planetu. Ta pot so toplogredni plini.

Seveda na Marsu ni premoga, ki bi lahko ustvaril učinek tople grede, če bi bil zgorel. In CO2 ni najučinkovitejši toplogredni plin. Obstaja veliko boljših kandidatov, med katerimi je najbolj obetaven SF6. Njegova molekula je sestavljena iz enega žveplovega atoma, okoli katerega štrli šest atomov fluora. Zaradi svoje "glomaznosti" molekula odlično prestreže tako ultravijolično kot infrardeče sevanje, hkrati pa dobro prenaša vidno svetlobo. Glede na moč učinka tople grede, ki ga povzroča, je 34.900-krat večji od ogljikovega dioksida. To pomeni, da bi le milijon ton te snovi dalo enak učinek tople grede kot deset milijard ton CO2, ki jih danes odda človeštvo.

Poleg tega je plin SF6 zelo trden - njegova življenjska doba v ozračju je od 800 do 3200 let, odvisno od zunanjih pogojev. To pomeni, da vam ni treba skrbeti za njegovo razpadanje v marsovskem ozračju: ko bo enkrat nastal, bo ostal tam zelo dolgo. Poleg tega je plin neškodljiv za ljudi in vse žive organizme. Pravzaprav je na Marsu precej koristen, ker prestreže UV-žarke nič slabše od ozona, ki ga še ni.

Po izračunih lahko v približno 100 letih vbrizgavanje super toplogrednih plinov zviša temperature na planetu za več deset stopinj.

Zanimivo je, da je bilo malo prej s podporo NASA opravljeno še eno znanstveno delo, ki je opisovalo prav tak scenarij - teraformiranje Marsa zaradi toplogrednih plinov, ki jih povzroča človek večje učinkovitosti. Ena od avtoric tega dela je bila Marina Marinova, ki je dolgo delala za NASA, danes pa se je zaposlila v SpaceX-u. Poleg tega ga je sam Elon Musk označil za soavtorja in kritiziral delo, ki govori o pomanjkanju CO2 na Marsu, domnevno pa mu preprečuje, da bi se spremenil v planet s temperaturami blizu Zemlje.

Pomembna lastnost takšnega izjemno močnega učinka tople grede: po ogrevanju marsovskih tal naj se v njej vezan CO2 spusti v ozračje, kar še poveča ogrevanje planeta.

Kdaj bo Mars dejansko videti kot Zemlja?

Čeprav lahko SF6 resnično spremeni celoten planet, je treba jasno razumeti, da se to ne bo zgodilo jutri. Po izračunih morate za to porabiti milijarde kilovatnih ur na leto - in jih porabiti na Marsu, pri čemer naredite isti SF6 plin iz zemlje, bogate s fluorom in sivo zemljo. To pomeni, da bodo morali tisti, ki bodo želeli teraformirati, na planetu zgraditi celotno jedrsko elektrarno z močjo 500 megavatov, avtomatizirane proizvodne zmogljivosti, ki nenehno izpuščajo plin SF6 v ozračje. Ta postopek bo po sto letih dela dal oprijemljive rezultate. No, ali malo hitreje z zelo velikimi naložbami v ustvarjanje tovarn.

Ves ta čas bodo morali ljudje, ki zagotavljajo svoje dejavnosti in preučevali Mars, nekje živeti. Očitno je, da bodo najboljše rešitve za lokalno preobrazbo planeta v krajih njihovega naselja zračne kupole. To pomeni, da bo teraformiranje po potrebi potekalo na dva načina hkrati: lokalno - za sedanje koloniste s pomočjo kupole - in globalno - za planet kot celoto.

Kdo že lahko živi na Marsu - in zakaj je to pomembno

Jablane na Rdečem planetu v bližnji prihodnosti ne bodo zacvetele, toda vegetacija na prostem bo tja morda prišla prej, kot si mislimo.

Leta 2012 je nemška letalska agencija izvedla poskus z arktičnim lišajem Xanthoria elegans. Bil je pod 150-krat nižjim tlakom od zemeljskega - brez kisika, pri marsovskih temperaturah. Kljub tuji naravi okolja je lišaj ne le preživel, ampak tudi ni izgubil sposobnosti za uspešno fotosintezo (v obdobjih, ki posnemajo dnevno svetlobo).

To pomeni, da lahko v številnih regijah Marsa - v istih dolinah morjarjev - taki organizmi v ekvatorialnem pasu živijo že danes. In po začetku proizvodnje plina SF6 na Marsu se bo zanje primerno ozemlje začelo hitro širiti. Tako kot drugi lišaji tudi elegantna Xanthoria med fotosintezo proizvaja kisik. Pravzaprav je izpust lišajev na zemeljsko zemljo pred približno 1,2 milijardami let (0,7 milijarde let pred višjimi rastlinami) omogočil, da je zemeljsko ozračje močno dvignilo vsebnost kisika na nivo današnjih kopenskih višav. Najverjetneje bodo na Marsu lišaji imeli enako funkcijo - pripraviti ozračje, da bodo v njem lažje živela bolj zapletena bitja.

Morda ljudje.

Priporočena: