Кога хората ще могат да живеят на Марс?

Кога хората ще могат да живеят на Марс?
Кога хората ще могат да живеят на Марс?

Видео: Кога хората ще могат да живеят на Марс?

Видео: Кога хората ще могат да живеят на Марс?
Видео: ТОП 10 ТАЙНИ ОБЩЕСТВА, които ЖИВЕЯТ ПОД ЗЕМЯТА 2024, Март
Anonim

Животът на Марс: как последните открития ни доближават до преместването до Червената планета и колко време ще отнеме.

Сладък живот на Марс
Сладък живот на Марс

На 16 август 2019 г. ексцентричният милиардер и изобретател Илон Мъск туитна Nuke Mars! („Да ударим Марс с ядрени бомби!“). Марс - и какво може да направи човек с него - притеснява човечеството поне от „Марсианските хроники“на Рей Брадбъри. Но има огромна разлика между фантазиите отпреди половин век и наши дни: най-новите научни открития са пренесли разговорите за живота на Марс от фантастичните кръгове в кабинетите на изследователи и дори бизнесмени.

Четвъртата планета на Слънчевата система е с половината от размера на Земята в радиус, но по площ тя е равна на всички земни континенти, взети заедно (за щастие, няма океани), плюс през 2008 г. изследователската сонда на НАСА откри вода там (в формата на лед). Не е изненадващо, че има изкушение да се насели планетата и буквално през юли 2019 г. ракетни двигатели за полет там за първи път успяха да вдигнат във въздуха Starhopper, прототип, който след няколко години ще се превърне в Starship - ракета и космически кораб, създадени специално за полети до Марс. Благодарение на пълната повторна употреба на Starship (повече от сто употреби), цената на полетите до Марс трябва да спадне.

В същото време средната годишна температура на Марс е -63 градуса по Целзий, приблизително същата като на антарктическата станция Восток. Там е толкова студено, защото атмосферата му е 150 пъти по-тънка от тази на Земята. При такава тънка обвивка от газ парниковият ефект е много слаб, поради което е студен. Проблемът може да бъде решен чрез приближаване на климатичните условия на Марс до климата на Земята - този процес се нарича тераформиране. В случая с Марс за това е необходимо някак рязко да се загрее повърхността на планетата, която дори в най-добрите години се намира на 56 милиона километра оттук.

Учените се борят доста трудно с този проблем и наскоро, през лятото на 2019 г., беше представен необичаен начин да направим Червената планета обитаема - за начало, поне частично. Оказа се, че прозрачен купол, изработен от екзотичен гел материал с дебелина само няколко сантиметра, затопля толкова много земната имитация на марсианска почва при лошо местно осветление, че е в състояние да поддържа растителния живот без допълнително отопление. И това е истинска сензация. Казваме ви какво може да се направи като цяло, така че след определен брой години хората да се разхождат през марсианските полета и да се любуват на две луни наведнъж.

Аерогелни куполи: парници от ниво 80, открити от учените преди месец

Да отидем направо към най-новото откритие. През юли 2019 г. екип от учени проведоха прости лабораторни експерименти, в които поставиха аналог на марсианска почва в камера с разредена атмосфера и марсианска температура. След това те засияха върху куполите с лампи, даващи 150 вата енергия на квадратен метър - точно толкова, колкото слънцето дава средно на повърхността на Марс.

Оказа се изненадващо: без най-малкото външно нагряване повърхността на марсианската почва, покрита отгоре с гелен купол, се затопли малко над нулата градуса. Куполът, дебел само два сантиметра, пропуска добре видимата светлина, загрявайки почвата, но много лошо предава ултравиолетовото, инфрачервеното лъчение и топлината. Има повече от достатъчно суровини за производството му (обикновен пясък) на Марс, както и на Земята.

Нагряването на земята с 65 градуса с обикновен прозрачен купол изглежда като чудо, защото отдолу земята няма специална топлоизолация и част от топлината все още отива в страни. Тоест, все едно да покриете замръзналата земя с хитро подредена мушира - и тогава всичко се случва от само себе си. Но тук няма особено чудо. Аерогелите са открити през 1931 г. и всъщност това е обикновен алкохолен гел, от който целият алкохол се изпарява чрез нагряване, оставяйки мрежа от канали, пълни с въздух. Неговите топлоизолационни свойства със същата дебелина са до 7,5 пъти по-високи от тези на пяна или минерална вата, докато тя е практически прозрачна. Конвенционално жилище, направено от него и на Земята, бидейки напълно прозрачно, няма да изисква отопление, освен през дългата полярна нощ.

Интересното е, че всъщност този материал вече е тестван на Марс: американските марсоходи използват аерогел, така че вътрешните им инструменти да не се преохлаждат по време на марсианската нощ, когато температурата може да спадне до -90 градуса.

Изследователи, които са предложили такива куполи като начин за един ден да се преместят на Марс, отбелязват, че куполите с аерогел са лесни за транспортиране на големи разстояния. Освен това експериментите в земните лаборатории вече са показали, че дори доматите растат напълно на аналог на марсианската почва, ако температурата би била нормална. За тях също няма нужда да харчат много вода: тя няма къде да се изпари изпод купола, тоест дори малко количество от нея постоянно ще се консумира от растенията „в кръг“. Между другото, за да потвърдят тези предложения, авторите планират да пренесат експериментите в Антарктида - сухите долини на Макмърдо, които са изключително близки до Марс по отношение на климата и безводността.

Мъск е прав: Марс наистина може да бъде бомбардиран - и вероятно полезно (но не факт)

Най-радикалният начин за решаване на проблема, както често се случва, беше предложен от Илон Мъск: да бомбардира полюсите на Марс с термоядрени бомби. Експлозиите трябва да изпарят въглеродния диоксид, който съставлява по-голямата част от леда в полярните шапки на тази планета. СО2 ще създаде парников ефект, тоест от ядрени бомбардировки на четвъртата планета ще се затопли сериозно и за дълго време.

Вярно е, че през 2018 г. проучване, спонсорирано от НАСА, изказва съвсем различна гледна точка: безполезно е да бомбардираме полюсите. И като цяло целият въглероден диоксид на Марс не е достатъчен, за да създаде атмосфера, достатъчно плътна за сериозно затопляне. Според изчисленията на научната група "nasov", след разтопяване на полярните капачки на въглероден диоксид, налягането там може да бъде повишено само 2,5 пъти. Ще стане по-топло, но все пак това са температурите в Антарктика - и атмосферата е 60 пъти по-тънка от нашата. Авторите на работата директно споменават човека, чиято гледна точка те критикуват: Илон Мъск. Но това, изглежда, не го притеснява ни най-малко.

Дори на Марс можете да намерите каньон с дължина хиляди километри - и да се установите в него.

Марс има много необичайни релефни характеристики, които не се срещат на Земята. Едно от тях е дългата 4000 километра система от каньони Маринер Вали, най-дългата позната в Слънчевата система. Ширината му е до 200 километра, а дълбочината - до 7 километра. Това означава, че в дъното на каньоните атмосферното налягане е един и половина пъти по-високо и има значително по-топло и по-влажно, отколкото на останалата част на планетата. Над част от долините Маринър космическите кораби заснемат истински мъгли от водни пари (на снимката по-долу), а по склоновете на други райони - тъмни следи от потоци в пясъка и тези потоци са подозрително подобни на водата.

Долините на Маринер не са широки навсякъде - на места ширината им е само няколко километра. Отдавна се предлага такива места да се покриват със стъклен купол, вярвайки, че това ще бъде достатъчно, за да запази топлината и да образува местна висока температура. Купол на аерогел над такава зона с вода може да доведе до образуването на местен относително топъл климат със собствени валежи и вода. Такива места могат да бъдат изградени постепенно и колкото по-голяма е площта, покрита с долепящи се куполи, толкова по-висока ще бъде средната температура (по-малко топлинни загуби през стените). Така че всъщност такова постепенно, „пълзящо“тераформиране може да заеме много голяма площ на планетата.

Какво лошо има в изчисленията на НАСА и защо несъгласни учени вече са наети в SpaceX?

Има по-лесен начин за глобално затопляне на Марс до температурите на Земята. Както отбелязва друга група учени, ние вече сме опитали този метод на Земята, без да искаме - излъчвайки 37 милиарда тона въглероден диоксид в атмосферата си и постепенно увеличавайки температурата на планетата. Тази пътека е парникови газове.

Разбира се, на Марс няма въглища, които могат да създадат парников ефект, ако бъдат изгорени. А CO2 не е най-ефективният парников газ. Има много по-добри кандидати, от които най-обещаващ е SF6. Молекулата му се състои от един серен атом, около който стърчат шест флуорни атома. Поради своята „обемност“, молекулата перфектно пресича както ултравиолетовото, така и инфрачервеното лъчение, като същевременно предава добре видимата светлина. По отношение на силата на парниковия ефект, който причинява, той е 34 900 пъти по-голям от въглеродния диоксид. Тоест, само един милион тона от това вещество би дало същия парников ефект като десетките милиарди тона CO2, изпуснати днес от човечеството.

Освен това газът SF6 е много упорит - времето му на живот в атмосферата е от 800 до 3200 години, в зависимост от външните условия. Това означава, че не е нужно да се притеснявате от разпадането му в марсианската атмосфера: веднъж произведен, той ще остане там за много дълго време. Освен това газът е безвреден за хората и всички живи организми. Всъщност на Марс това е доста полезно, тъй като пресича UV лъчите не по-лошо от озона, който все още го няма.

Според изчисленията за около 100 години инжектирането на супер парникови газове от този тип може да повиши температурите на планетата с десетки градуси.

Интересното е, че малко по-рано, с подкрепата на НАСА, беше извършена друга научна работа, която описва точно такъв сценарий - тераформирането на Марс поради изкуствени парникови газове с повишена ефективност. Един от авторите на тази работа беше Марина Маринова, която дълго време работеше за НАСА, а днес си намери работа в SpaceX. Нещо повече, самият Илон Мъск го посочи като съавтор, критикувайки работата, която говори за липсата на СО2 на Марс, като се твърди, че тя не се превръща в планета с температури, близки до Земята.

Важна характеристика на такъв свръхмощен парников ефект: след затопляне на марсианската почва, СО2, свързан в нея, трябва да се отдели в атмосферата, допълнително увеличавайки отоплението на планетата.

Кога всъщност Марс ще изглежда като Земя?

Въпреки че SF6 наистина може да преобрази цялата планета, трябва ясно да се разбере, че това няма да се случи утре. Според изчисленията, за това трябва да похарчите милиарди киловатчаса годишно - и да ги похарчите на Марс, правейки същия газ SF6 от почва, богата на флуор и сива почва. Тоест, желаещите да тераформират ще трябва да построят цяла 500 мегаватна атомна електроцентрала на планетата, автоматизирани производствени съоръжения, които постоянно изпускат газ SF6 в атмосферата. Този процес ще даде осезаеми резултати след сто години работа. Е, или малко по-бързо с много големи инвестиции в създаването на фабрики.

През цялото това време хората, които осигуряват своите дейности и изучават Марс, ще трябва да живеят някъде. Очевидно е, че най-доброто решение за локалната трансформация на планетата в местата на тяхното заселване ще бъдат куполите с аерогел. Тоест, ако е необходимо, тераформирането ще продължи по два начина едновременно: местно - за настоящите колонисти с помощта на куполи - и глобално - за планетата като цяло.

Кой вече може да живее на Марс - и защо има значение

Ябълковите дървета на Червената планета няма да цъфтят в близко бъдеще, но растителността на открито всъщност може да дойде там по-рано, отколкото си мислим.

Още през 2012 г. Германската аерокосмическа агенция проведе експеримент с арктическия лишей Xanthoria elegans. Поддържан е под налягане 150 пъти по-ниско от земното - без кислород, при марсиански температури. Въпреки извънземната природа на околната среда, лишеите не само оцеляха, но и не загубиха способността си успешно да фотосинтезират (през периоди, които имитират дневна светлина).

Това означава, че в редица райони на Марс - същите долини на моряците - такива организми в екваториалната зона могат да живеят и днес. И след началото на производството на газ SF6 на Марс, подходящата за тях територия ще започне да се разширява бързо. Подобно на другите лишеи, елегантната Xanthoria произвежда кислород по време на фотосинтезата. Всъщност освобождаването на лишеи върху земната земя преди около 1,2 милиарда години (0,7 милиарда години преди висшите растения) позволи на земната атмосфера рязко да повиши съдържанието на кислород до нивото на днешните сухоземни планини. Най-вероятно на Марс лишеите ще имат същата функция - да подготвят атмосферата, така че да е по-лесно за по-сложните същества да живеят в нея.

Може би хора.

Препоръчано: