Начало Астронавтика Тераформиране на логичното – Марс

Тераформиране на логичното – Марс

1536
0

Сподели

Въпреки студеният и много сух климат, а и много тънка атмосфера  черти  – размер, наклон на оста, структура, състав, дори наличие на вода. Поради това Марс се счита за основен кандидат за човешка колония, съответно и цел за трансформиране на околната среда, за да бъде подходяща за нашите нужди (тераформиране).

Освен приликите, има и много ключови разлики, които биха направили живота на Марс невъзможен, или поне труден. Ако трябва да живеем там, ще зависим изцяло от нашите технологии. И ако изобщо успеем да променим планетата, това ще отнеме много време, усилия и ресурси.

Предизвикателствата…

.. са многобройни. Като за начало – изключително тънка атмосфера, която е негодна за дишане. Докато земната атмосфера се състои от 78% азот, 21% кислород и други газове, атмосферата на Марс се състои от 96% въглероден диоксид, 1,93% аргон и 1,89% азот, и малки количества кислород и вода.

Атмосферното налягане на Марс е около 1% от земното. Тънката атмосфера и по-голямото разстояние от Слънцето допринасят за арктическия студ на Марс – повърхностните температури са по-ниски дори от тези в Кнежа, със средни стойности около -63 °. Не на последно място, на Марс липсва магнитосфера, и повърхността е изложена на значително повече радиация от тази на Земята, като средната доза  е около 0,67 милисиверта (mSv) на ден, което е около една пета от дозата на Земята за година. Ако ще живеем на Марс, и искаме това да не е под купол, или със защитни костюми, ще трябва да променим всичко. Най-общо – да затоплим планетата, да сгъстим атмосферата и да променим състава ѝ.

Художествената литература в помощ

Впечатлението на художника за тераформирането на Марс, от сегашното му състояние до годен за живеене свят.  Кредит: Daein Ballard

През 1951 г. Артър К. Кларк написва първия роман, в който тераформирането на Марс е представено в художествена литература. Озаглавена „The sands of Mars“ , историята разказва за марсиански заселници, които затоплят планетата, превръщайки Фобос във второ слънце, и отглеждат растения, за да произведат кислород.

През 1984 г. Джеймс Лоулок и Майкъл Аллаби пишат една от най-влиятелните книги за тераформирането.  Романът  „The Greening of Mars“ , изследва формирането и еволюцията на планетите, произхода на живота и биосферата на Земята. Моделите за тераформиране, представени в книгата, всъщност предхождат бъдещи дебати относно целите на тераформирането. Книгата описва как Марс може да бъде затоплен чрез добавяне на хлорофлуорвъглеводороди (CFC), които да предизвикат глобално затопляне на атмосферата. Същите тези газове, които присъстваха в хладилниците и дезодорантите, и които човечеството спешно трябваше да изведе от употреба.

През 1992 г. Фредерик Пол издава Mining The Oort , научно-фантастична история, в която Марс се тераформира с помощта на комети, отклонени от облака Oort .

През 90-те години на миналия век Ким Стенли Робинсън пусна своята известна трилогия на Марс – Червен Марс, Зелен Марс, Син Марс – която се фокусира върху трансформацията на Марс в продължение на много поколения в процъфтяваща човешка цивилизация.

Вариантите

През последните няколко десетилетия бяха направени няколко предложения за това как Марс може да бъде променен така, че да отговаря на човешките колонисти. През 1964 г. Дандридж М. Коул издава „ Островите в космоса: Предизвикателството на планетоидите, пионерската работа “, в който той предлага предизвикване на парников ефект на Марс, чрез внасяне на амонячни ледове от външната  част на Слънчева система. Амонякът (NH³) е мощен парников газ, въвеждането му в атмосферата на ще доведе до нейното удебеляване и повишаване на температурата.  Също така той може да осигури необходимия газ, който, с наличния кислород да създе атмосфера, годна за дишане.

Друг метод е свързан с намаляването на отражателната способност на Марс, чрез покриване с тъмни материали, за да се увеличи количеството слънчева светлина и топлина, която поглъща. Това може да е всичко – от прах от Фобос и Деймос (две от най-тъмните тела в Слънчевата система) до екстремофилни лишеи и растения с тъмен цвят. Идеологът на този подход бе Карл Сейгън.Той публикува статия, озаглавена „ Планетарно инженерство на Марс “, в която предлага два сценария за затъмняване на повърхността на Марс. Те включват транспортиране на материал с ниска отражателна способност и / или засаждане на тъмни растения върху полярните ледени шапки, за да поглъщат повече топлина и да се разтопят.

Team:Valencia/Terraforming - 2010.igem.org

През 1976 г. НАСА официално разглежда въпроса за планетарното инженерство в изследване, озаглавено „ За обитаемостта на Марс: подход към планетарния екосинтез “. Изследването сочи, че фотосинтетичните организми, топенето на полярните ледени шапки и въвеждането на парникови газове могат да бъдат използвани за създаване на по-топла атмосфера, богата на кислород и озон.

През 1982 г. планетологът Кристофър Маккей пише статия „Тераформиране на Марс“ Това е и първата употреба на думата тераформиране.

През 1993 г. Робърт М. Зубрин и Кристофър П. Маккей от изследователския център на НАСА Еймс издават „ Технологични изисквания за тераформиране на Марс “. В него те предлагат да се използват орбитални огледала за затопляне на марсианската повърхност. Разположени в близост до полюсите, тези огледала ще могат да затоплят ледените шапки. В същата статия те предлагат използване на астероиди, които да бъдат пренасочени към Марс.

Space mirrors could create Earth-like haven on Mars | New Scientist

Използването на флуорни съединения, които произвеждат парников ефект хиляди пъти по-силен от CO², предложено от Лоулок и Аллаби е възможен дългосрочен стабилизатор на климата, според изследване  на екип от учени по геоложки и планетарни науки в Caltech. Проучването показва, че първоначалното количество флуор трябва да бъде транспортирано от Земята, но в последствие флуорсъдържащите минерали могат да се добиват на Марс.

Има идеи за добавяне на метан и други въглеводороди от външната Слънчева система – например Титан. Благодарение на марсохода Curiosity, знаем, че на Марс има подземен източник на метан, и това би могло да е опция за добив на метан на самата планета.

Making a Greenhouse on Another World: Paraterraforming

По-нови предложения предполагат създаването на запечатани куполи, в които колонии от цианобактерии и водорасли, произвеждащи кислород. През 2014 г. NASA Institute for Advanced Concepts (NAIC) и Techshot Inc. започват работа по тази концепция, наречена „ Mars Ecopoiesis Test Bed “. Като част от проекта, ще бъдат  изпратени малки кутии с екстремофилни фотосинтетични водорасли и цианобактерии на борда на марсоход, за да се тества подхода в реална, марсианска среда. При успех, НАСА и Techshot ще построят няколко големи купола, за бъдещи човешки мисии, което би намалило разходите и удължило времето им, заради по-малкото количеството кислород, което трябва да бъде транспортирано.

Потенциални ползи

Отвъд перспективата за приключения и идеята човечеството отново да се впусне в ерата на смело изследване на космоса, има няколко причини, поради които се разглежда тераформиране на Марс. Като начало има опасения, че въздействието на човечеството върху планетата Земя може да е пагубно, и да имаме нужда от втори дом.

Освен това, нарастващото население на Земята се очаква да достигне 10 милиарда до средата на века, комбинирано с перспектива за изменение на климата, което – според поредица от сценарии, изчислени от НАСА – може да направи определени части на планетата необитаеми.

Освен това, Марс се намира в обитаемата зона на Слънчевата система и някога е бил възможна за обитаване планета. През последните няколко десетилетия мисиите на Марс разкриха множество доказателства, че на планетата е имало течаща вода, а преди около 4 милиарда години е имало изобилие от повърхностни води и по-плътна атмосфера. Въпреки това, поради загубата на магнитосферата, която може да е била причинена от сблъсък или бързо охлаждане на вътрешността на планетата, атмосферата бавно е изтекла в космоса.

Ерго, ако Марс някога е бил обитаем и „подобен на Земята”, възможно е някой ден да бъде отново такъв. И ако наистина човечеството търси нов свят, в който да се установи, има смисъл това да е Марс. А опитът ни с промяната на климата на нашата собствена планета може да бъде използван. Иронията е, че от векове нашата зависимост от индустриални машини, въглища и изкопаеми горива има измерим, вреден ефект върху Земята, докато на Марс подобно замърсяване във въздуха би имало положителен ефект.

Учените успяха да преценят степента на загуба на вода на Марс, като измериха съотношението на водата и HDO от днес и преди 4,3 милиарда години.  Кредит: Кевин Гил
Вероятният вид на Марс отпреди 4.3 млрд години, след изследване на количествата вода, които предполагаемо е имала планетата

Други ползи биха били добив от минералите на Марс, а също и използване на планетата като база към астероидния пояс, който ще ни осигури достатъчно суровини, които да ни издържат безкрайно.

Сигурни трудности

Като начало има огромно количество ресурси, които са необходими, за да се превърне околната среда на Марс в нещо подходящо за хората. И същевременно всяко действие в тази посока може да има непредвидени последици. И трето, времето, което ще отнеме този процес е значително.

Например, когато става дума за концепции, които изискват въвеждането на парникови газове, за да се предизвика затопляне, необходимите количества са потресаващи. Проучването на Caltech от 2001 г.,  показва, че за разтопяването на полярните шапки ще са нужни около 39 милиона метрични тона CFC в атмосферата на Марс – три пъти повече от количествата, произведени на Земята между 1972 г. и 1992г.

Фотолизата също ще започне да разгражда CFC в момента, в който е в атмосферата, което ще наложи добавянето на 170 килотона всяка година. И още –  CFC би унищожило озона, точно както на Земята, което ще задълбочи проблема с радиацията.

Проучването на НАСА от 1976 г. показва, че тераформирането на Марс би било възможно с помощта на земни организми, но сроковете, за които то би се случило ще бъдат значителни – няколко милиона години .Изследването твърди, че времето може да бъде драстично намалено чрез създаване на екстремофилни организми, специално пригодени за суровата марсианска среда, създаване на парников ефект и топене на полярните ледени шапки. И все пак, времето, необходимо за тераформирането на Марс, все още вероятно ще бъде от порядъка на векове или хилядолетия.

Събирането на ресурси от други планети или луни в Слънчевата система ще изисква голям брой космически кораби, при това бързи. Понастоящем не съществуват такива системи и конвенционалните методи – вариращи от йонни двигатели до химически горива не са нито бързи, нито достатъчно икономични.

Например на сондата „ New Horizons“ бяха нужни 11 години, за да достигне Плутон . Сондата Dawn с йонно задвижване, пътува почти четири години, за да достигне астероида Веста . Нито един от двата метода не е практичен за многократни пътувания до пояса на Кайпер и изтегляне на комети и астероиди, нито пък имаме достатъчен брой кораби.

Има и няколко въпроса относно етиката на тераформирането. То повдига естествения въпрос какво ще се случи с всякакви форми на живот, които евентуално живеят там. Ако Марс има някакъв живот, за което много учени подозират, промяната на екологията може да му повлияе или дори да го унищожи. Т.е., ние бихме извършили геноцид.

И все пак?

Като се имат предвид всички тези аргументи, на преден план изкача въпроса каква би била ползата от тераформирането на Марс. Докато идеята за използване на ресурсите на Слънчевата система има смисъл в дългосрочен план, краткосрочните ползи са далеч по-малко осезаеми.

От друга страна, при начинания като MarsOne  се оказа, че има много хора, които са готови на еднопосочно пътуване до Марс и да бъдат човешкия авангард там, а НАСА и други космически агенции имат планове за пилотирани мисии до 2030. Очевидно, има и, обществената подкрепа стои зад тези начинания.

Но разбира се, ако се сбъднат най-лошите ни прогнози, в крайна сметка може да открием, че нямаме друг избор, освен да създадем дом някъде другаде в Слънчевата система. И е много вероятно това да бъде Марс или Венера.

Сподели

avatar
  Subscribe  
Уведоми ме