Terraformáló Mars. Hogyan fog terraformálódni a Mars? A bolygók különbözőek, de a szabályok mindenkire ugyanazok

A Mars terraformálásának ötlete – úgynevezett „Föld ikerré” alakítása – lenyűgöző ötlet. A sarki jégsapkák felolvadása, lassan hangulatteremtés, majd a növényzet, a folyók és a víztestek feltételeinek megteremtése elegendő ahhoz, hogy bárkit inspiráljon.

De meddig fog tartani, mibe fog ez nekünk kerülni, és valóban hatékonyan használjuk fel időnket és energiánkat?

Ezeket a kérdéseket fogalmazta meg a műhelymunka két előadása NASA Planetary Science Vision 2050, amely idén február 27-től március 1-ig tartott. Az első dokumentum, melynek címe The Terraforming Timeline, egy absztrakt terv a Vörös Bolygó zölddé és lakhatóvá történő átalakítására. A második, a „Terraforming Mars – The Wrong Way” címet viseli, teljesen elutasítja a terraformálás gondolatát, és alternatívát kínál. A második dokumentumról olvashat.

Terraformáló Mars

Az első cikket Aaron Berliner, a Kaliforniai Egyetem munkatársa és Chris McKay, a NASA Ames Kutatóközpontjának Űrtudományi részlegétől készítette. A két kutató cikkében bemutatja a Mars terraformálásának szekvenciális ütemtervét, amely magában foglal egy felmelegedési és egy oxigenizációs fázist (oxigén dúsítás), valamint minden szükséges lépést, hogy ezt megelőzze és kövesse:

„A Mars terraformációja két szakaszra osztható: az első fázisban a bolygó felmelegítése a jelenlegi -60 o C-os átlagos felszíni hőmérsékletről a Föld átlaghőmérsékletéhez közeli értékekre + 15 o C-ig, ill. sűrű légkört hoz létre a CO 2-ből. Ez a melegítési fázis viszonylag egyszerű, és elég gyorsan tart - körülbelül 100 évig.

A második fázisban olyan O 2 szintet kell elérni a légkörben, amely lehetővé teszi az emberek és más nagy emlősök számára a normális légzést. Ez az oxigénezési fázis viszonylag összetett, és 100 000 évig vagy még tovább tart, hacsak nem történik technológiai áttörés."

A Mars terraformálása előtt Berliner és McKay felismeri, hogy bizonyos „terraformálás előtti” lépéseket meg kell tenni. Ezek közé tartozik a marsi környezet vizsgálata a felszíni vízszint, a légkör szén-dioxid szintjének és jég formájában a sarki régiókban, valamint a marsi talajban lévő nitrát mennyiségének meghatározására. Mint kifejtik, mindez a kulcsa a Marson egy bioszféra létrehozásának praktikusságának.

Eddig a rendelkezésre álló bizonyítékok mindhárom olyan elemre utalnak, amelyek bőségesen léteznek a Marson. Míg a Mars vizének nagy része jelenleg jég formájában van a sarkvidékeken és a sarki sapkákban, ott van belőle elegendő mennyiség ahhoz, hogy a jövőben fenntartsa a víz körforgását - felhők, esők, folyók és tavak, esetleg tengerek. Eközben egyes becslések szerint a sarki régiókban jég formájában elegendő CO 2 van ahhoz, hogy a Földön a tengerszint nyomásával megegyező nyomású légkört hozzon létre.

Javaslatot tettek közzé egy mesterséges magnetoszférából egy olyan pajzs létrehozására, amely megvédené a Marsot a légköri veszteségtől.

A nitrogén az élet alapvető szükséglete és nélkülözhetetlen része A Curiosity rover legfrissebb adatai azt mutatják, hogy a nitrátok a Mars talajának körülbelül 0,03 tömeg%-át teszik ki, ami biztató a terraformálásra. Ezen túlmenően a tudósoknak foglalkozniuk kell néhány etikai kérdéssel azzal kapcsolatban, hogy a terraformálás milyen hatással lehet a Marsra.

Például, ha jelenleg élet van a Marson (vagy élet, amely újraéleszthető), ez tagadhatatlan etikai dilemmát jelentene a telepesek számára.

„Ha a Mars életét a földi élettel társítják - talán a meteoritcsere miatt -, akkor a helyzet érthető, és el kell dönteni, hogy milyen más típusú földi életet vigyenek a Marsra és mikor. Ha azonban a Mars élete nem kapcsolódik a földi élethez, és egyértelműen az élet fejlődésének második formáját képviseli, akkor fontos technikai és etikai kérdések merülnek fel." , mondják a kutatók.

Ahhoz, hogy az első fázist – „Felmelegedési fázist” – minimálisan teljesítse rövid időszak, a szerzők a Földön ma ismert problémával foglalkoznak. Alapvetően a saját klímánkat változtatjuk meg itt a Földön azáltal, hogy CO 2 -t és más mesterséges üvegházhatású gázokat juttatunk a légkörbe, amelyek egy évszázad alatt több Celsius-fokkal növelik a Föld átlaghőmérsékletét. És bár ez nem szándékosan történik a Földön, a Marson ez a folyamat átkonfigurálható a környezet tudatos felmelegítésére.

"Az üvegházhatást okozó gázok termelésére irányuló célzott erőfeszítést követően a Marson felmelegedő idő rövid, mindössze 100 év." , azt mondják.„Ha a Marson a teljes napfényt 100%-os hatékonysággal rögzítik, akkor a Mars körülbelül 10 év alatt a Földhöz hasonló hőmérsékletre melegedett volna fel. A hatékonyság azonban üvegházhatás valószínűleg körülbelül 10%, tehát körülbelül 100 év lesz a Mars felmelegedésének ideje."

Sűrű légkör létrehozása után a következő lépés az, hogy az ember által lélegzővé alakítsa át - ahol az O 2 szint a Föld tengerszinti légköri nyomásának körülbelül 13%-ának felel meg, a CO 2 szint pedig kisebb lesz, mint 1%. Ez a fázis, az úgynevezett „oxigénezési fázis”, lényegesen tovább tart.

Itt a Földön a tudósok azt mondják, hogy a magas oxigénszint és az alacsony CO2-szint a fotoszintézishez kapcsolódik. Ezek a reakciók a Nap energiáján alapulnak, amely a vizet és a szén-dioxidot biomasszává alakítja, amit az egyenlet ábrázol.
H 2 O + CO 2 = CH 2 O + O 2.

„Ha a Marsot érő összes napfényt 100%-ban hatékonyan felhasználnák ennek a kémiai átalakulásnak a végrehajtására, mindössze 17 évre lenne szükség ahhoz, hogy magas O 2 szintet érjünk el. Azonban a H 2 O-t és a CO 2-t biomasszává és O 2-vé alakító folyamatok valószínűsíthető hatékonysága jóval kevesebb, mint 100%.

Az egyetlen példa arra a folyamatra, amely globálisan megváltoztathatja a CO 2 és az O 2 mennyiségét, a globális biológia. A Földön a globális bioszféra hatékonysága használatkor napfény A keletkezett biomassza és O 2 esetében 0,01%. Így az oxigéndús légkör létrehozásának időkerete a Marson 10 000 x 17 év, vagyis 170 000 év.

Ugyanakkor engedményeket tesznek a szintetikus biológia és más biotechnológiák számára, amelyek állításuk szerint javíthatják a hatékonyságot és 100 000 évre csökkenthetik az időkereteket. Ezen túlmenően, ha az emberek képesek lennének természetes fotoszintézist (amelynek viszonylag magas, 5%-os hatásfoka van) az egész bolygón, azaz a növényi vegetációt az egész Marson, akkor az idővonal néhány évszázadra csökkenhetne.

Végül leírják a folyamat elindításához szükséges lépéseket. Ezek a lépések magukban foglalják a jelenlegi és jövőbeli robotmissziók adaptálását a marsi erőforrások becslésére, matematikai és számítógépes modelleket, amelyek a kapcsolódó folyamatokat vizsgálhatják, különféle speciális organizmusok létrehozására irányuló kezdeményezéseket a Mars számára, egy létesítményt a terraformálási technikák korlátozott körülmények között történő tesztelésére, valamint egy bolygóegyezményt korlátozásokat és védőintézkedéseket állapít meg.

Arról beszélve, hogy mennyit kell várni a Mars terraformálása előtt, a kutatók azt mondják, hogy "most kezdhetnénk valamit".

Meglepő hasonlóságok vannak a mai marsi légkör és a Föld légköre között, amely évmilliárdokkal ezelőtt volt. Amikor a Föld először kialakult, nem volt oxigén a bolygón, és úgy nézett ki, mint egy üres, lakhatatlan bolygó. A légkör teljes egészében szén-dioxidból és nitrogénből állt. És addig nem volt oxigén, amíg a Földön kifejlődött fotoszintetikus baktériumok elegendő oxigént nem termeltek lehetséges fejlesztésállatokat. A Mars vékony légköre szinte teljes egészében szén-monoxidból áll. Ez a Mars légkörének összetétele:

• 95,3% szén-dioxid
• 2,7% nitrogén
• 1,6% argon
• 0,2% oxigén

Ezzel szemben a Föld légkörének 78,1%-a nitrogén, 20,9%-a oxigén, 0,9%-a argon és 0,1%-a szén-dioxid és egyéb gázok. Ahogy sejthető, azoknak, akik holnap meg akarnak látogatni a Marsra, elegendő oxigént és nitrogént kell magukkal vinniük a túléléshez (nem lélegzünk be tiszta oxigént). A korai Föld és a modern Mars légkörének hasonlóságai miatt azonban egyes tudósok azt feltételezték, hogy ugyanazok a folyamatok, amelyek a Föld szén-dioxidjának nagy részét lélegző oxigénné alakították, megismétlődhetnek a Marson is. Ehhez meg kell sűríteni a légkört, és olyan üvegházhatást kell létrehozni, amely felmelegíti a bolygót, és megfelelő élőhelyet biztosít a növényeknek és állatoknak.

A Mars átlagos felszíni hőmérséklete mínusz 62,77 Celsius-fok, plusz 23,88 és mínusz 73,33 Celsius fok között mozog. Összehasonlításképpen a Föld átlaghőmérséklete 14,4 Celsius-fok. Mindazonáltal a Marsnak számos olyan tulajdonsága van, amelyek lehetővé teszik, hogy jövőbeli lakóhelynek tekintsük, mint például:

• keringési idő - 24 óra 37 perc (Föld: 23 óra 56 perc)
• forgástengely dőlésszöge - 24 fok (Föld: 23,5 fok)
• gravitációs vonzás- a föld harmada

A vörös bolygó elég közel van a Naphoz ahhoz, hogy megtapasztalja az évszakokat. A Mars körülbelül 50%-kal távolabb van a Naptól, mint a Föld.

Más világok, amelyek a terraformálás lehetséges jelöltjei, a Vénusz, az Európa (a Jupiter holdja) és a Titán (a Szaturnusz holdja). Az Európa és a Titán azonban túl messze van a Naptól, a Vénusz pedig túl közel. Ezenkívül a Vénusz felszínén az átlagos hőmérséklet 482,22 Celsius-fok. A Mars, akárcsak a Föld, egyedül áll a naprendszerünkben, és képes fenntartani az életet. Nézzük meg, hogyan tervezik a tudósok a Mars száraz, hideg táját meleg és lakható élőhellyé alakítani.

Marsi üvegházak

A Mars terraformálása hatalmas folyamat lesz, ha egyáltalán lesz. A kezdeti szakaszok több évtizedet vagy évszázadot is igénybe vehetnek. Az egész bolygó földszerű formába állítása több ezer évig tart. Egyesek több tízezer évet sugallnak. Hogyan alakíthatunk át egy száraz, sivatagi földet buja környezetté, amelyben az emberek, a növények és más állatok túlélhetnek? Három módszert kínálnak:

• nagy keringő tükrök, amelyek visszaverik a napfényt és felmelegítik a Mars felszínét
• üvegházhatású gyárak
• ammóniával teli aszteroidákat dobnak a bolygóra, hogy növeljék a gázszintet

A NASA jelenleg egy napelemes vitorlás motort fejleszt, amely nagy fényvisszaverő tükröket fogadna az űrben. Több százezer kilométerre helyezkednek majd el a Marstól, és a napfényt a Mars felszínének egy kis részére fogják visszaverni. Egy ilyen tükör átmérőjének körülbelül 250 kilométernek kell lennie. Egy ilyen dolog körülbelül 200 000 tonnát fog nyomni, ezért jobb, ha az űrben szerelik össze, és nem a Földön.

Ha egy ilyen tükröt a Marsra irányít, az egy kis terület hőmérsékletét több fokkal megemelheti. A lényeg az, hogy koncentráljuk őket a sarki jégsapkákra, hogy a jég megolvadjon és elengedje szén-dioxid feltehetően jégben rekedt. Az évek során az emelkedő hőmérséklet üvegházhatású gázokat bocsát ki, például klór-fluor-szénhidrogént (CFC), amely megtalálható a légkondicionálójában vagy a hűtőszekrényében.

Egy másik lehetőség a Mars légkörének megvastagodására, és ezáltal a bolygó hőmérsékletének növekedésére, üvegházhatású gázokat előállító, napelemekkel működő gyárak építése. Az emberek jók abban, hogy több tonna üvegházhatást okozó gázt bocsássanak ki saját légkörükbe, ami egyesek szerint ehhez vezethet globális felmelegedés... Ugyanez a hőhatás jó tréfát űzhet a Marson, ha több száz ilyen gyár jön létre. Egyedüli céljuk a klórozott-fluorozott szénhidrogén, metán, szén-dioxid és egyéb üvegházhatású gázok légkörbe juttatása lesz.

Az üvegházhatást okozó gázokat előállító gyárakat vagy a Marsra küldik, vagy már a vörös bolygó felszínén állítják fel, és ez éveket vesz igénybe. Ahhoz, hogy ezeket a gépeket a Marsra szállítsák, könnyűnek és hatékonynak kell lenniük. Ekkor az üvegházhatású autók utánozni fogják a növények természetes fotoszintézisének folyamatát, a szén-dioxid belélegzését és az oxigén kilégzését. Hosszú évekbe fog telni, de fokozatosan a Mars légköre oxigénnel telítődik, így az űrhajósok csak légzőkészüléket viselhetnek, öltönyt nem. A fotoszintetikus baktériumok használhatók ezen üvegházhatású gépek helyett vagy mellett.

Létezik egy szélsőségesebb módszer is a Mars tereprendezésére. Christopher McKay és Robert Zurin azt javasolta, hogy bombázzák a Marsot nagy, ammóniával töltött jeges aszteroidákkal, hogy több tonna üvegházhatású gázt és vizet termeljenek a vörös bolygón. A nukleáris meghajtású rakétákat kívülről kell az aszteroidákhoz kötni Naprendszer... Tíz évig 4 km/s sebességgel mozgatják az aszteroidákat, majd kikapcsolnak, és engedik, hogy egy tízmilliárd tonnás aszteroida a Marsra zuhanjon. Az ősz során felszabaduló energia becslések szerint 130 millió megawatt. Ez elegendő ahhoz, hogy a Földet tíz évre táplálja.

Ha sikerülne egy ekkora aszteroidát a Mars ellen zúzni, akkor egy ütközés energiája 3 Celsius-fokkal megemelné a bolygó hőmérsékletét. A hirtelen hőmérséklet-emelkedés körülbelül billió tonna víz megolvadását okozza. Több ilyen küldetés ötven éven keresztül képes megteremteni a kívánt hőmérsékletű klímát, és a bolygó felszínének 25%-át lefedni vízzel. Azonban a 70 000 megatonnának megfelelő energiát felszabadító aszteroidák általi bombázás hidrogénbombák, az emberek letelepedésének sok évszázados késleltetéséhez vezet.

Bár a következő évtizedben elérhetjük a Marsot, a terraformálás több ezer évig fog tartani. A Földnek évmilliárdok kellett ahhoz, hogy olyan bolygóvá fejlődjön, ahol a növények és az állatok virágozhatnak. A Mars terepének földivé alakítása rendkívül nehéz feladat. Sok évszázadnak kell eltelnie, mire emberek százezreinek emberi találékonysága és munkája életet lehelhet a hideg és sivár vörös világba.

Ez egy hipotetikus folyamat, amelynek célja a bolygó éghajlatának, felszínének és ismert tulajdonságainak szándékos megváltoztatása annak érdekében, hogy külső környezetének hatalmas területeit alkalmasabbá tegyék az emberi élet számára, ami sokkal biztonságosabbá és megbízhatóbbá teszi a Mars gyarmatosítását.

Ez a koncepció azon a feltételezésen alapul, hogy a bolygó külső környezete megváltoztatható. mesterségesen... Ráadásul még nem cáfolták véglegesen a bioszféra Marson való létrehozásának lehetőségét. A vörös bolygó terraformálásának számos módszerét javasolják, amelyek közül néhány túlzott gazdasági költségeket és költségeket igényelne természetes erőforrások míg mások technológiailag megvalósíthatónak bizonyulhatnak korunkban.

A jövőbeni népességnövekedés és az erőforrások szükségessége szükségessé teheti a földönkívüli űrobjektumok, például a Mars, a Hold és más közeli bolygók emberi kolonizálását. Az űr gyarmatosítása megkönnyíti a Naprendszer energia- és anyagi erőforrásainak befogadását.

Ezen túlmenően, bármilyen életveszélyes katasztrófa esetén a Földön, mint például egy meteor, amelyről úgy gondolják, hogy 65 millió évvel ezelőtt elpusztította a dinoszauruszokat, a Föld biológiai fajok, beleértve az embereket is, továbbra is létezhet ezen a második lakott bolygón.

A Mars sok tekintetben jobban hasonlít a Földhöz, mint a Naprendszer többi bolygója. Valójában azt feltételezik, hogy valamikor ennek a bolygónak a Földhöz hasonló külső környezete volt, sűrűbb légkörrel és rengeteg vízzel, de több száz millió év alatt elvesztette. A hasonlóság és közelség elve alapján a Mars lenne a legintelligensebb és leghatékonyabb célpont a terraformáláshoz a Naprendszerben.

De még ha ezen a bolygón a földihez hasonló létfeltételeket is teremtenek, külső környezete továbbra is ellenséges marad a gyarmatosítással szemben számos pszichológiai tényező miatt, mint például a honvágy és az elszigeteltség érzése, amelyeket a gyarmatosítók következő generációi fognak megtapasztalni.

Ezen kívül ott van a terraformálás etikai problémája is, ami abban áll, hogy a gyarmatosított bolygó primitív életének, ha van ilyen, akár mikrobiálisnak a helyettesítését.

A Marson bizonyos kulcsfontosságú környezeti tényezők jelentős kihívásokat jelentenek, amelyekkel foglalkozni kell, és korlátozzák a terraformálás hatókörét.

Ezek tartalmazzák:

1) alacsony gravitáció; 2) a napsugárzás és az úgynevezett űridőjárás; 3) a légkör és a víz visszatartásának problémája.

1) A Mars alacsony gravitációja sok problémát okoz a terraformálásban. Először is, ez érinti az embert, veszélyeztetve az űr kolonizálására irányuló motivációját. Az emberek hosszú távú túlélése alacsony gravitációs körülmények között génsebészeti beavatkozást igényelhet.

Másodszor, ennek a bolygónak az alacsony gravitációja nem teszi lehetővé, hogy megtartsa a légkört.

A bolygóléptékű mesterséges gravitáció létrehozására szolgáló technológiák nem léteznek, ezért a légkör fenntartásához mesterséges forrásra lenne szükség annak folyamatos utánpótlásának biztosítására.

2) Jelenleg a napsugárzás szintjének tanulmányozása folyik a Mars felszínén. A napsugárzás fluxusa és energiájának spektruma számos olyan tényezőtől függ, amelyek még nem teljesen ismertek. 2001-ben indult útjára a Mars Solar Radiation Measurement Experiment (MARIE), amely további adatokat gyűjt a bolygó külső környezetéről.

Még mindig úgy tartják, hogy a vörös bolygó alkalmatlan összetett életformák számára magas szint napsugárzás. Vagyis a telepesek fokozott áramlásnak lennének kitéve kozmikus sugarak... Ebben az esetben az egészség veszélyeztetése a sugárzás intenzitásától, energiájának spektrumától és a sugarak nukleáris összetételétől függ.

A tudósok szerint egy nem védett személy körülbelül 400-900 millisievert (mSv) éves sugárdózist kapna a bolygóközi térben (a földi 2,4 mSv-hez képest), és a védett űrhajósok sugárdózisát egy Mars-expedíción (az időtartam). ebből 12 hónap lenne repülésben és 18 hónap a bolygón), elérheti az 500-1000 mSv-et. Ezek a dózisok közel állnak az űrben végzett tevékenység időtartamára (1-4 sievert) megengedett maximális sugárdózisokhoz, amelyeket az Egyesült Államok Nemzeti Sugárvédelmi és Mérésügyi Tanácsa ajánl az alacsony Föld körüli pályán végzett tevékenységekhez.

Ami az űridőjárás hatásait illeti, a Marson hiányzik a normál magnetoszféra, ami megnehezíti a napsugárzás csökkentését és a légkör megtartását. Az itt található mezőkről azt gondolják, hogy a bolygó történelmének korai szakaszában összeomló magnetoszféra maradványai.

Úgy gondolják, hogy a magnetoszféra hiánya az oka a Mars légkör kis vastagságának, ami azzal magyarázható, hogy a napszél energiája lehetővé teszi, hogy a felső légkör részecskéi elérjék a szétválás sebességét és kidobják őket. az űrbe. Valójában ezt a hatást a Mars körül keringő műholdak fedezték fel. Egy másik elmélet szerint a napszél elszakítja a légkört a bolygótól, mágneses mezők gömb alakú rögökben, plazmoidokban rögzítve azt. A Vénusz azonban azt mutatja, hogy a magnetoszféra hiánya nem zárja ki a sűrű (bár száraz) légkör jelenlétét a bolygón.

3) A Földön rengeteg víz található, mivel az ionoszféráját a magnetoszféra hatol át. Az ionoszférában jelenlévő hidrogénionok kis tömegük miatt nagyon gyorsan mozognak, de nem tudnak kijutni a világűrbe, mivel pályájukat a mágneses mezők eltérítik. A Vénusz légköre sűrű, de csak nyomokban tartalmaz vízgőzt (mindössze 20 ppm), mivel ennek a bolygónak nincs mágneses tere. A Mars légköréből származó víz is elpárolog az űrbe. Ezenkívül az ózonöv további védelmet biztosít a Földön. Megakadályozza az ultraibolya sugárzást, mielőtt a vizet hidrogénre és oxigénre osztaná. Tekintettel arra, hogy a troposzféra fölé csak kis mennyiségű vízgőz emelkedik, a sztratoszférában pedig még magasabbra, az ózonöv található, kevés víz hasad hidrogénre és oxigénre.

Indukció mágneses mező A Föld 31 μT. Figyelembe véve a Marsnak a Naptól való nagyobb távolságát, hasonló mágneses indukcióra lenne szükség a Földéhez hasonló napszél-kompenzációhoz. Nincs azonban az egész bolygóra kiterjedő mágneses indukciós technológia.

A magnetoszféra fontosságát azonban megkérdőjelezik. Valóban, a múltban rendszeres változás volt a Földön mágneses pólusok, míg a magnetoszféra egy időre eltűnt, de az élet még mindig létezik. Magnetoszféra hiányában a napsugárzás elleni védelmet a légkörnek a Földéhez hasonló vastag rétege tudná biztosítani.

A modern teoretikusok szerint a Mars egy lakható zóna külső szélén található, a Naprendszer azon területén, ahol élet létezhet. Ez a bolygó az úgynevezett kiterjesztett lakható zóna szélén található, ahol a koncentrált üvegházhatású gázok folyékony vizet tarthatnak a felszínen, ha elegendő. légköri nyomás... Ezért a Mars potenciálisan képes támogatni a hidroszférát és a bioszférát.

Ez azt a feltételezést sugallja, hogy fejlődésének korai szakaszában a Mars külső környezete viszonylag hasonló volt a Földéhez. Az a tény, hogy jelenleg úgy tűnik, vízkészletek vannak a bolygó pólusain, valamint permafrost formájában a felszíne alatt. A mágneses tér és a geológiai aktivitás hiánya a Marson a viszonylag kis méretével magyarázható, ami hozzájárul a bolygó mélységének gyorsabb lehűléséhez, mint a Földön.

Nagy mennyiségű vízjég található a Mars felszíne alatt, valamint pólusain, ahol a vízjég szárazjéggel, fagyott szén-dioxiddal keveredik. A Déli-sark a bolygó jelentős tömegű vízjéget tartalmaz, amely elolvadása esetén a Mars teljes felszínét egy 11 méter mély óceán borítaná. A pólusokon megfagyott szén-dioxid (CO 2) a marsi nyár folyamán elpárolog a légkörbe, és kis mennyiségű víz marad a felszínen, amely akár 400 km/h-s szél hatására elpárolog a sarkokról. A szezonális olvadás során nagy mennyiségű por és vízgőz száll fel a bolygó légkörébe, ami lehetőséget teremt a földihez hasonló pehelyfelhők kialakulására.

A marsi légkör oxigénjének nagy része a szén-dioxidban (CO 2) koncentrálódik, ami annak fő összetevője. Molekuláris oxigén (O 2) csak nyomokban létezik. Nagy mennyiségű elemi oxigén is megtalálható a bolygó felszínén fém-oxidokban és a talajban, pernitrátok formájában. A NASA Phoenix leszállógépe által gyűjtött talajminták elemzése perklorát jelenlétét mutatta ki bennük, amelyet kémiai oxigéngenerátorokban szabad oxigén felszabadítására használnak. Az elektrolízis segítségével a vizet oxigénre és hidrogénre lehetne osztani, ha a Marson elegendő folyékony víz és elektromosság állna rendelkezésre.

< Предыдущая

Az űrhajósok hármassága után 2 november 2000 az ISS-re települt évnek a NASA egyik képviselője megjegyezte:

„... Örökre az űrbe megyünk. Először az emberek köröznek e labda körül, aztán repülünk a Marsra..."

Miért kell egyáltalán a Marsra repülni?

Képek még 1964 a megjelenés évei megmutatták, hogy a Mars egy elhagyatott, élettelen bolygó, amely, úgy tűnik, keveset kínál az embereknek. Rendkívül finom légköre van, életjelek nélkül.

A Mars azonban bizakodásra ad okot az emberi faj fennmaradását illetően. Több mint hétmilliárd ember él a Földön, és ez a szám folyamatosan növekszik.

Esetleg túlnépesedés vagy bolygókatasztrófa, arra kényszerítenek bennünket, hogy új otthont keressünk a naprendszerünkben. A Mars többet kínál számunkra, mint amit a Curiosity rover mutat. Végül is volt víz.

Miért a Mars? A Mars régóta vonzza az embereket, és megragadja a képzeletet. Hány könyv és film született a marsi életről és annak feltárásáról.

Minden történet megalkotja a saját egyedi életmódját, amely megtelepedhet a vörös bolygón. Mi az, ami miatt sok történet témája a Mars?

Noha a Vénusz a Föld testvérbolygója, a körülmények ezen a tűzgömbön rendkívül lakhatatlanok, bár a NASA Vénuszlátogatást tervezett egy átutaló Mars-kirándulás mellett. Másrészt a Mars van a legközelebb a Földhöz.

És annak ellenére, hogy ma hideg és száraz bolygó, minden életre alkalmas eleme megvan. Meglepő hasonlóságok vannak a mai marsi légkör és a Föld légköre között, amely évmilliárdokkal ezelőtt volt.

Amikor a Föld először kialakult, nem volt oxigén a bolygón, és úgy nézett ki, mint egy üres, lakhatatlan bolygó. A légkör teljes egészében szén-dioxidból és nitrogénből állt.

És addig nem volt oxigén, amíg a Földön kifejlődött fotoszintetikus baktériumok elegendő oxigént nem termeltek az állatok esetleges fejlődéséhez. A Mars vékony légköre szinte teljes egészében szén-monoxidból áll.

Ez a Mars légkörének összetétele: 95,3 % szén-dioxid 2,7 % nitrogén 1,6 % argon

0,2% oxigén

Ezzel szemben a Föld légköre abból áll 78,1 % nitrogénből, 20,9 % oxigén, 0,9 % argon és 0,1 % szén-dioxid és egyéb gázok. Ahogy sejthető, azoknak, akik holnap meg akarnak látogatni a Marsra, elegendő oxigént és nitrogént kell magukkal vinniük a túléléshez (nem lélegzünk be tiszta oxigént). A korai Föld és a modern Mars légkörének hasonlóságai miatt azonban egyes tudósok azt feltételezték, hogy ugyanazok a folyamatok, amelyek a Föld szén-dioxidjának nagy részét lélegző oxigénné alakították, megismétlődhetnek a Marson is.

Ehhez meg kell sűríteni a légkört, és olyan üvegházhatást kell létrehozni, amely felmelegíti a bolygót, és megfelelő élőhelyet biztosít a növényeknek és állatoknak. A Mars átlagos felszíni hőmérséklete mínusz 62,77 Celsius-fok, plusz között mozog 23,88 fokok mínuszba 73,33 Celsius.

Összehasonlításképpen a Föld átlagos hőmérséklete 14,4 Celsius fok. Mindazonáltal a Marsnak számos olyan tulajdonsága van, amelyek lehetővé teszik, hogy jövőbeli lakóhelynek tekintsük, mint például: 24 órák 37 perc (Föld: 23 órák 56 perc) a forgástengely dőlése - 24 fokok (Föld: 23,5 fok) gravitációs vonzás – a Föld egyharmada A Vörös Bolygó elég közel van a Naphoz ahhoz, hogy megtapasztalja az évszakok változását.

A Mars kb 50 %-kal távolabb a Naptól, mint a Földtől. Más világok, amelyek a terraformálás lehetséges jelöltjei, a Vénusz, az Európa (a Jupiter holdja) és a Titán (a Szaturnusz holdja). Az Európa és a Titán azonban túl messze van a Naptól, a Vénusz pedig túl közel.

Ezenkívül a Vénusz felszínének átlaghőmérséklete az 482,22 Celsius fok. A Mars, akárcsak a Föld, egyedül áll a naprendszerünkben, és képes fenntartani az életet.

Nézzük meg, hogyan tervezik a tudósok a Mars száraz, hideg táját meleg és lakható élőhellyé alakítani. A Mars terraformálása hatalmas folyamat lesz, ha egyáltalán lesz.

A kezdeti szakaszok több évtizedet vagy évszázadot is igénybe vehetnek. Az egész bolygó földszerű formába állítása több ezer évig tart. Egyesek több tízezer évet sugallnak. Hogyan alakíthatunk át egy száraz, sivatagi földet buja környezetté, amelyben az emberek, a növények és más állatok túlélhetnek?

Három módszert javasolnak: nagy orbitális tükrök, amelyek visszaverik a napfényt és felmelegítik a Mars üvegházhatást okozó gyárainak felszínét, amelyek ammóniával teli aszteroidákat dobnak a bolygóra, hogy megemeljék a gázszintet. tér... Több százezer kilométerre helyezkednek majd el a Marstól, és a napfényt a Mars felszínének egy kis részére fogják visszaverni.

Egy ilyen tükör átmérőjének kb 250 kilométerre. Egy ilyen dolog kb 200 000 tonna, ezért jobb az űrben gyűjteni, és nem a Földön.

Ha egy ilyen tükröt a Marsra irányít, az egy kis terület hőmérsékletét több fokkal megemelheti. A kulcs az, hogy a sarki sapkákra koncentrálják, hogy megolvadjon a jég, és felszabaduljon a szén-dioxid, amely vélhetően a jégben rekedt.

Az évek során az emelkedő hőmérséklet üvegházhatású gázokat bocsát ki, mint például a klórozott-fluorozott szénhidrogén ( C F C), amelyet a légkondicionálójában vagy a hűtőszekrényében találhat. Egy másik lehetőség a Mars légkörének megvastagodására, és ezáltal a bolygó hőmérsékletének növekedésére, üvegházhatású gázokat előállító, napelemekkel működő gyárak építése.

Az emberek jók abban, hogy több tonna üvegházhatást okozó gázt engedjenek ki saját légkörükbe, ami egyesek szerint globális felmelegedést okoz. Ugyanez a hőhatás jó tréfát űzhet a Marson, ha több száz ilyen gyár jön létre.

Egyedüli céljuk a klórozott-fluorozott szénhidrogén, metán, szén-dioxid és egyéb üvegházhatású gázok légkörbe juttatása lesz. Az üvegházhatást okozó gázokat előállító gyárakat vagy a Marsra küldik, vagy már a vörös bolygó felszínén állítják fel, és ez éveket vesz igénybe.

Ahhoz, hogy ezeket a gépeket a Marsra szállítsák, könnyűnek és hatékonynak kell lenniük. Ekkor az üvegházhatású autók utánozni fogják a növények természetes fotoszintézisének folyamatát, a szén-dioxid belélegzését és az oxigén kilégzését.

Hosszú évekbe fog telni, de fokozatosan a Mars légköre oxigénnel telítődik, így az űrhajósok csak légzőkészüléket viselhetnek, öltönyt nem. A fotoszintetikus baktériumok használhatók ezen üvegházhatású gépek helyett vagy mellett.

Létezik egy szélsőségesebb módszer is a Mars tereprendezésére. Christopher McKay és Robert Zurin azt javasolta, hogy bombázzák a Marsot nagy, ammóniával töltött jeges aszteroidákkal, hogy több tonna üvegházhatású gázt és vizet termeljenek a vörös bolygón.

A nukleáris meghajtású rakétákat a Naprendszerünk külső részéből származó aszteroidákhoz kell kötni. Nagy sebességgel mozgatják az aszteroidákat 4 km/s tíz évre, majd leállítják, és hagyják, hogy egy tízmilliárd tonna tömegű aszteroida a Marsra zuhanjon.

Az ősz során felszabaduló energiát a becslések szerint 130 millió megawatt. Ez elegendő ahhoz, hogy a Földet tíz évre táplálja. Ha sikerülne egy ekkora aszteroidát a Mars ellen zúzni, akkor egy ütközés energiája a bolygó hőmérsékletét kb. 3 Celsius fok.

A hirtelen hőmérséklet-emelkedés körülbelül billió tonna víz megolvadását okozza. Ötven éven belül több ilyen küldetés is létrehozhatja a kívánt hőmérsékletű klímát, és vízzel boríthatja 25 a bolygó felszínének %-a.

Azonban az aszteroidák általi bombázások, amelyek energiát bocsátanak ki 70 000 megatonnás hidrogénbombák, sok évszázadra késleltetik az emberi populációt. Bár a következő évtizedben elérhetjük a Marsot, a terraformálás több ezer évig fog tartani. A Földnek évmilliárdok kellett ahhoz, hogy olyan bolygóvá fejlődjön, ahol a növények és az állatok virágozhatnak.

A Mars terepének földivé alakítása rendkívül nehéz feladat. Sok évszázadnak kell eltelnie, mire emberek százezreinek emberi találékonysága és munkája életet lehelhet a hideg és sivár vörös világba.

Terraformázott Mars, ahogy a művész látta

Sok űrprogram végső soron egy lépés az űrhajósok Marsra küldése felé. És teljesen természetes a következő lépésre gondolni - a gyarmatosításra. Ehhez azonban sok erőforrásra és munkaerő a megtestesülésedért. A technológia azonban továbbra is gyors ütemben fejlődik, és manapság az új anyagok segíthetnek egy ilyen nehéz feladat teljesítésében. A Mars terraformálása sokkal összetettebb folyamat, amely meghaladja a Nemzetközi Űrállomás építésére fordított erőfeszítéseket.

A bolygó terraformálásának előnyei

Azonban meg kell értened, mik a problémák, mielőtt elkezded megváltoztatni a bolygókat. Számos előnnyel rendelkezik a többi létesítményhez képest. Először is légköre van, ellentétben például a holddal.

Ez megkönnyíti a fontos elemek, például a nitrogén és az oxigén beszerzését. További előnye, hogy a Mars is rendelkezik hasonlóval ásványi összetétel a Földdel. A gyártáshoz és az iparhoz szükséges összes fém és ásvány is megtalálható a Marson. Hasonló a forgása és a tengelydőlése is, majdnem mint a Földön. Tengelyének dőlése a földihez hasonló évszakokat ad. Ezek a feltételek hozzásegítik a jövőbeli gyarmatosítókat a marsi élethez való alkalmazkodáshoz.

Azonban még mindig sok kihívás áll az útjában. Az első a távolság. A repülés sok pénzbe kerül. A következő probléma a légkör. Túl vékony az oxigén megtartásához. Ez azt jelenti, hogy változtatni kell nemcsak minőségi összetétel légkör, az üvegházhatás elérése érdekében, de mennyiségileg is az eredeti településre. Ráadásul a Marson a gravitáció gyengébb, mint a Földön. Így azoknak az embereknek, akik a Marson élnek és/vagy terraformálják azt, csontvesztéssel és más, alacsony gravitációval összefüggő betegségekkel kell megküzdeniük.

A Mars átalakulása mindenesetre sok lehetőséget rejt magában. Lehetőséget ad az emberiségnek, hogy új erőforrásokat találjon a Föld kimerítése nélkül. Ehhez azonban nemcsak a nemzeti kormányok, hanem a magánszektor erőfeszítései is szükségesek ahhoz, hogy ez megvalósuljon.

A levegő hiánya ellenére alacsony hőmérsékletekés a sugárzás, a Mars érdekes célpont az emberi terraformálás számára.

Lássuk, milyen előnyökkel jár a vörös bolygó gyarmatosítása:

A gyarmatosítás előnyei

A vörös bolygó gyarmatosítása

Nagyon hasonló a naphossza. Egy marsi nap 24 óra 39 percből áll, így a növények és az állatok nagyon gyorsan alkalmazkodnának. Tengelydőlése hasonló a Földéhez. Ez évszakváltást ad neki, akárcsak szülőbolygónknak.
A Mars hatalmas víztartalékokkal rendelkezik jég formájában. Ez a víz nélkülözhetetlen lesz az utazók számára, és felhasználható rakéta-üzemanyaggá való feldolgozásra.

Ahelyett, hogy a Földről szállítanának élelmet, a leendő telepesek saját levegőhöz juthatnak, ha a Marson lévő vizet oxigénre és hidrogénre osztják fel. Ezt a vizet ivásra is használják.

Az előzetes kísérletek kimutatták, hogy a Mars talaja védelem létrehozására használható. Szárazföldi növények termeszthetők marsi talajban, feltéve, hogy elegendő napfényt és szén-dioxidot kapnak.

Idővel ásványi lelőhelyeket alakíthatunk ki.
A nagyon távoli jövőben pedig a gyarmatosítás része lehet a terraformálása, i.e. hőmérséklet emelkedik a bolygón, amíg a gleccserek elolvadnak, és a hatalmas gázkészletek feltöltik a légkört.