Kada žmonės Galės Gyventi Marse?

Kada žmonės Galės Gyventi Marse?
Kada žmonės Galės Gyventi Marse?

Video: Kada žmonės Galės Gyventi Marse?

Video: Kada žmonės Galės Gyventi Marse?
Video: Pokalbis "Šeimų maršo" tema 2024, Kovas
Anonim

Gyvenimas Marse: kaip naujausi atradimai mus priartina prie persikėlimo į Raudonąją planetą ir kiek tai užtruks.

Saldus gyvenimas Marse
Saldus gyvenimas Marse

2019 m. Rugpjūčio 16 d. Ekscentriškas milijardierius ir išradėjas Elonas Muskas tviteryje parašė Nuke Marsą! („Pataikykime į Marsą atominėmis bombomis!“). Marsas - ir ką žmogus su juo gali padaryti - kelia nerimą žmonijai bent jau nuo Ray Bradbury „Marso kronikos“. Tačiau yra didžiulis skirtumas tarp pusšimčio metų senumo fantazijų ir mūsų dienų: naujausi mokslo atradimai pokalbius apie gyvenimą Marse iš fantazijos ratų perkėlė į tyrėjų ir net verslininkų biurus.

Ketvirtoji Saulės sistemos planeta yra pusės Žemės dydžio spinduliu, tačiau plotu ji lygi visiems žemės žemynams kartu (laimei, nėra vandenynų), be to, 2008 m. NASA tyrimų zondas rado ten vandens (ledo forma). Nenuostabu, kad yra pagunda apgyvendinti planetą, ir tiesiogine prasme 2019 m. Liepos mėnesį raketiniai varikliai pirmą kartą skrisdami ten sugebėjo pakelti į orą „Starhopper“, prototipą, kuris po kelerių metų virs „Starship“. - raketa ir erdvėlaivis, sukurti specialiai skrydžiams į Marsą. Dėl visiško „Starship“pakartotinio naudojimo (daugiau nei šimtas panaudojimų) skrydžių į Marsą kaina turėtų kristi.

Tuo pačiu metu vidutinė metinė temperatūra Marse yra –63 laipsniai šilumos, maždaug tokia pati kaip Vostoko Antarkties stotyje. Ten taip šalta, nes jo atmosfera yra 150 kartų plonesnė nei Žemės. Esant tokiam plonam dujų apvalkalui, šiltnamio efektas yra labai silpnas, todėl jis yra šaltas. Problemą galima išspręsti priartinant Marso klimato sąlygas prie Žemės klimato - šis procesas vadinamas terraformavimu. Marso atveju tam reikia kažkaip smarkiai pašildyti planetos paviršių, kuris net ir geriausiais metais yra už 56 milijonų kilometrų nuo čia.

Mokslininkai gana sunkiai kovoja su šia problema, o neseniai, 2019 m. Vasarą, buvo pateiktas neįprastas būdas padaryti Raudonąją planetą tinkama gyventi - bent jau iš pradžių. Paaiškėjo, kad skaidrus kupolas, pagamintas tik iš poros centimetrų storio egzotiškos gelio medžiagos, prastame vietiniame apšvietime taip sušildo Marso dirvožemio imitaciją ant žemės, kad jis gali palaikyti augalų gyvybę be papildomo šildymo. Ir tai yra tikra sensacija. Mes pasakojame, ką apskritai galima padaryti, kad po tam tikro metų žmonės eitų per Marso laukus ir grožėtųsi dviem mėnuliais vienu metu.

„Airgel“kupolai: 80 lygio šiltnamiai, kuriuos mokslininkai atrado prieš mėnesį

Eikime tiesiai į naujausią atradimą. 2019 m. Liepos mėn. Mokslininkų komanda atliko paprastus laboratorinius eksperimentus, kuriuose Marso dirvožemio analogą įdėjo į kamerą su reta atmosfera ir Marso temperatūra. Tada jie spindėjo ant kupolų su lempomis, suteikiančiomis 150 vatų energijos vienam kvadratiniam metrui - tiksliai tiek, kiek saulė vidutiniškai atiduoda Marso paviršiui.

Tai pasirodė netikėta: be menkiausio išorinio kaitinimo Marso dirvožemio paviršius, padengtas iš viršaus geliniu kupolu, sušilo šiek tiek aukščiau nulio laipsnių. Vos dviejų centimetrų storio kupolas gerai praleidžia matomą šviesą, šildydamas dirvą, tačiau labai prastai praleidžia ultravioletinę, infraraudonąją spinduliuotę ir šilumą. Žaliavų jo gamybai (įprasto smėlio) Marse, taip pat ir Žemėje, yra daugiau nei pakankamai.

Šildyti žemę 65 laipsnių kampu paprastu skaidriu kupolu atrodo kaip stebuklas, nes iš apačios žemė neturi specialios šilumos izoliacijos, o dalis šilumos vis tiek eina į šalis. Tai yra tarsi užšalusios žemės uždengimas sumaniai sutvarkytu tepalu - tada viskas vyksta savaime. Bet ypatingo stebuklo čia nėra. Aerogeliai buvo atrasti 1931 m., Ir iš tikrųjų tai yra įprastas alkoholio gelis, iš kurio visas alkoholis išgarinamas kaitinant, paliekant oru užpildytų kanalų tinklą. Jo šilumos izoliacijos savybės tuo pačiu storiu yra iki 7,5 karto didesnės nei putplasčio ar mineralinės vatos, tuo tarpu ji yra praktiškai skaidri. Paprastam iš jo ir Žemėje pagamintam būstui, kuris yra visiškai skaidrus, nereikėtų šildyti, išskyrus ilgą poliarinę naktį.

Įdomu tai, kad iš tikrųjų ši medžiaga jau buvo išbandyta Marse: amerikiečių roveriai naudoja aerogelį, kad jų vidiniai instrumentai neperšaltų per Marso naktį, kai temperatūra gali nukristi iki -90 laipsnių.

Tyrėjai, pasiūlę tokius kupolus, kaip vieną dieną persikelti į Marsą, pažymi, kad aerogelio kupolus lengva gabenti dideliais atstumais. Be to, eksperimentai antžeminėse laboratorijose jau parodė, kad net ir pomidorai visiškai auga Marso dirvožemio analoge, jei temperatūra būtų normali. Jiems taip pat nereikia išleisti daug vandens: jis neturi kur išgaruoti iš po kupolo, tai yra, net ir nedidelį jo kiekį augalai nuolat vartos „ratu“. Beje, norėdami patvirtinti šiuos pasiūlymus, autoriai planuoja eksperimentus perkelti į Antarktidą - sausus McMurdo slėnius, kurie klimato ir bevandenumo požiūriu yra itin arti Marso.

Muskusas teisus: Marsas tikrai gali būti subombarduotas - ir galbūt naudingai (bet ne faktas)

Radikaliausią problemos sprendimo būdą, kaip dažnai būna, pasiūlė Elonas Muskas: bombarduoti Marso polius termobranduolinėmis bombomis. Sprogimai turėtų garuoti anglies dioksidą, kuris sudaro didžiąją dalį ledo šios planetos poliarinėse dangteliuose. CO2 sukurs šiltnamio efektą, ty iš branduolinių sprogimų ketvirtojoje planetoje jis rimtai ir ilgai sušils.

Tiesa, 2018 m. NASA remtame tyrime buvo pateiktas visiškai kitoks požiūris: stulbinti bombas yra nenaudinga. Apskritai viso Marso anglies dvideginio nepakanka, kad būtų sukurta pakankamai tanki atmosfera rimtam atšilimui. Remiantis „nasov“mokslinės grupės skaičiavimais, išlydžius polinius anglies dioksido dangtelius, slėgį ten galima pakelti tik 2,5 karto. Bus šilčiau, bet vis tiek yra Antarkties temperatūra - ir atmosfera yra 60 kartų plonesnė nei mūsų. Darbo autoriai tiesiogiai paminėjo asmenį, kurio požiūrį jie kritikuoja: Eloną Muską. Bet tai, regis, nė kiek nejaudino.

Net Marse galite rasti tūkstančių kilometrų ilgio kanjoną - ir jame įsikurti.

Marsas turi labai neįprastų reljefo bruožų, kurių nėra Žemėje. Viena iš jų yra 4000 kilometrų ilgio Marinerio slėnio kanjonų sistema, ilgiausia žinoma Saulės sistemoje. Jo plotis yra iki 200 kilometrų, o gylis - iki 7 kilometrų. Tai reiškia, kad kanjonų dugne atmosferos slėgis yra pusantro karto didesnis ir yra pastebimai šiltesnis ir drėgnesnis nei likusioje planetos dalyje. Erdvėlaivis yra virš dalies Mariner slėnių, kuriuose iš vandens garų fotografuojami tikri rūkai (nuotrauka pateikiama žemiau), o kitų rajonų šlaituose - tamsūs upelių pėdsakai smėlyje, ir šie upeliai įtartinai panašūs į vandenį.

Marinerio slėniai nėra visur platūs - vietomis jų plotis siekia vos kelis kilometrus. Jau seniai siūloma tokias vietas uždengti stikliniu kupolu, manant, kad to pakaks išlaikyti šilumą ir susidaryti vietinei aukštai temperatūrai. Aerogelio kupolas, esantis virš tokio ploto su vandeniu, gali lemti vietinio sąlyginai šilto klimato susidarymą su savo krituliais ir vandeniu. Tokias vietas galima statyti palaipsniui, ir kuo didesnis plotas, padengtas atraminiais kupolais, tuo aukštesnė bus vidutinė temperatūra (mažiau šilumos nuostolių per sienas). Taigi iš tikrųjų toks laipsniškas „šliaužiantis“terraformavimas gali užimti labai didelę planetos plotą.

Kas negerai su NASA skaičiavimais ir kodėl „SpaceX“jau samdomi nesutinkantys mokslininkai?

Yra lengvesnis būdas visuotiniam Marso atšilimui iki Žemės temperatūros. Kaip pažymėjo kita mokslininkų grupė, mes jau bandėme šį metodą Žemėje patys to nenorėdami - į atmosferą išskirdami 37 milijardus tonų anglies dioksido ir palaipsniui didindami temperatūrą planetoje. Šis kelias yra šiltnamio efektą sukeliančios dujos.

Žinoma, Marse nėra anglies, kuri, sudeginus, galėtų sukelti šiltnamio efektą. O CO2 nėra pačios efektyviausios šiltnamio efektą sukeliančios dujos. Yra daug geresnių kandidatų, iš kurių perspektyviausias yra SF6. Jo molekulė susideda iš vieno sieros atomo, aplink kurį išsiskiria šeši fluoro atomai. Dėl savo „tūrio“molekulė puikiai sulaiko tiek ultravioletinę, tiek infraraudonąją spinduliuotę, tuo pačiu gerai praleidžiant matomą šviesą. Pagal jo sukeliamą šiltnamio efekto stiprumą jis yra 34 900 kartų didesnis už anglies dioksidą. Tai yra, tik milijonas tonų šios medžiagos suteiktų tokį patį šiltnamio efektą, kaip ir dešimtys milijardų tonų CO2, kurį šiandien išskiria žmonija.

Be to, SF6 dujos yra labai atsparios - jų gyvenimo laikas atmosferoje yra nuo 800 iki 3200 metų, priklausomai nuo išorinių sąlygų. Tai reiškia, kad jums nereikia jaudintis dėl jo skilimo Marso atmosferoje: kai jis bus pagamintas, jis liks ten labai ilgai. Be to, dujos yra nekenksmingos žmonėms ir visiems gyviems organizmams. Tiesą sakant, Marse jis yra gana naudingas, nes sulaiko ne blogesnius nei dar ozono UV spindulius.

Remiantis skaičiavimais, maždaug per 100 metų įpurškus tokio tipo super šiltnamio efektą sukeliančių dujų, temperatūra planetoje gali pakilti dešimtimis laipsnių.

Įdomu tai, kad šiek tiek anksčiau, remiant NASA, buvo atliktas dar vienas mokslinis darbas, kuriame aprašytas būtent toks scenarijus - Marso reljefas dėl padidinto efektyvumo žmogaus sukurtų šiltnamio efektą sukeliančių dujų. Viena iš šio darbo autorių buvo Marina Marinova, ilgą laiką dirbusi NASA, o šiandien ji įsidarbino „SpaceX“. Be to, pats Elonas Muskas jį įvardijo kaip bendraautorių, kritikuodamas darbą, kuriame kalbama apie CO2 trūkumą Marse, tariamai neleidžiant jam virsti planeta, kurios temperatūra artima Žemei.

Svarbus tokio itin galingo šiltnamio efekto bruožas: sušilus Marso dirvožemiui, joje surištas CO2 turėtų būti išleistas į atmosferą, dar labiau padidinant planetos įkaitimą.

Kada Marsas iš tikrųjų atrodys kaip Žemė?

Nors SF6 iš tiesų gali transformuoti visą planetą, reikia aiškiai suprasti, kad tai neįvyks rytoj. Remiantis skaičiavimais, tam reikia išleisti milijardus kilovatvalandžių per metus - ir išleisti jas Marse, gaminant tas pačias SF6 dujas iš dirvožemio, kuriame gausu fluoro ir pilkojo dirvožemio. Tai reiškia, kad norintieji atlikti terraformą planetoje turės pastatyti visą 500 megavatų galios atominę elektrinę - automatizuotas gamybos patalpas, kurios nuolat išleidžia SF6 dujas į atmosferą. Šis procesas duos apčiuopiamų rezultatų po šimto metų darbo. Na, arba šiek tiek greičiau, kai labai didelės investicijos į gamyklų kūrimą.

Visą šį laiką žmonės, kurie teikia savo veiklą ir tyrinėja Marsą, turės kažkur gyventi. Akivaizdu, kad geriausias planetos transformacijos sprendimas jų gyvenvietėse bus aerogeliniai kupolai. Tai yra, jei reikia, teritorijos formavimas vienu metu vyks dviem būdais: vietinis - dabartiniams kolonistams su kupolų pagalba - ir globalus - visai planetai.

Kas jau gali gyventi Marse - ir kodėl tai svarbu

Raudonosios planetos obelys artimiausiu metu nežydės, tačiau lauko augmenija iš tikrųjų gali atsirasti anksčiau, nei mes manome.

Dar 2012 m. Vokietijos aviacijos ir kosmoso agentūra atliko eksperimentą su arktine kerpėmis Xanthoria elegans. Jis buvo laikomas 150 kartų žemesniame slėgyje nei Žemė - be deguonies, Marso temperatūroje. Nepaisant svetimo aplinkos pobūdžio, kerpės ne tik išgyveno, bet ir neprarado galimybės sėkmingai fotosintezuoti (laikotarpiais, imituojančiais dienos šviesą).

Tai reiškia, kad daugelyje Marso regionų - tuose pačiuose jūrininkų slėniuose - tokie organizmai pusiaujo zonoje jau gali gyventi. O pradėjus SF6 dujų gamybą Marse, jiems tinkama teritorija pradės sparčiai plėstis. Kaip ir kitos kerpės, elegantiška ksantorija fotosintezės metu gamina deguonį. Tiesą sakant, būtent kerpių išleidimas į žemės žemę maždaug prieš 1,2 milijardo metų (0,7 milijardo metų prieš aukštesnius augalus) leido žemės atmosferai staigiai pakelti deguonies kiekį iki šių dienų sausumos aukštumų lygio. Labiausiai tikėtina, kad Marse kerpės atliks tą pačią funkciją - paruošti atmosferą taip, kad joje būtų lengviau gyventi sudėtingesnėms būtybėms.

Galbūt žmonės.

Rekomenduojamas: