Kto z czytelników starszego pokolenia nie pamięta hymnu kosmicznych pionierów - „A jabłonie zakwitną na Marsie” - ze wspaniałego radzieckiego filmu „A Dream Towards”? Tymczasem transformacja Czerwonej Planety będzie wymagała tytanicznego wysiłku inżynierii planetarnej przyszłości. Przede wszystkim konieczne jest dziesięciokrotne zwiększenie gęstości marsjańskiej atmosfery, następnie ogrzanie planety do temperatur powyżej zera i wypełnienie jej wilgocią. Niestety, wyniki ostatnich badań pokazują, że takie terraformowanie Marsa wydaje się być kwestią bardzo odległej przyszłości. I nawet wtedy nasi dalecy potomkowie najprawdopodobniej będą jeść tylko owoce szklarniowe.
Inżynieria planetarna
Zasada zmiany ciał niebieskich „nieodpowiednich” dla człowieka jest znacznie starsza niż sama kosmonautyka. Został on opracowany przez Konstantina Eduardowicza Ciołkowskiego, który wierzył, że na wielu planetach, a nawet na Księżycu, można stworzyć „warunki ludzkie” akceptowalne dla ziemskich kolonistów.
W latach siedemdziesiątych XX wieku ideę „inżynierii planetarnej” wysunął słynny astronom i popularyzator naukowy Karl Sagan, w szczególności uważał on, że należy zacząć od stopienia biegunów marsjańskich. Od tego czasu przestrzeń literacka jest stale uzupełniana taką czy inną ideą restrukturyzacji planety. Celem pisarzy science fiction był Księżyc, Wenus i księżyce Jowisza oraz obiekty z pasa asteroid. Jednak najczęściej poglądy pisarzy i naukowców zwracały się w stronę Czerwonej Planety, która jest stosunkowo blisko Ziemi.
Skąd wzięła się dzisiejsza opinia o terraformowaniu Marsa? Dlaczego fantastyczne światy Aleksieja Tołstoja („Aelita”), Edgara Burroughsa („Księżniczka Marsa”) i Raya Bradbury'ego („Kroniki Marsa”) wydają się nam tak nieosiągalne nawet w perspektywie następnego stulecia?
Jaka jest atmosfera?
Film promocyjny:
Teoretycznie terraformacja Marsa powinna rozpocząć się od wypełnienia atmosfery dwutlenkiem węgla zawartym w trzewiach planety. Wtedy gdzieś pod koniec następnego stulecia koloniści mogli, podobnie jak bracia Strugatsky w „Praktykach”, swobodnie chodzić po powierzchni tylko w lekkich maskach tlenowych i ciepłych kombinezonach.
Wszystkie obliczenia tej optymistycznej opcji opierają się na fakcie, że ponieważ atmosfera Marsa jest nasycona dwutlenkiem węgla, na Czerwonej Planecie pojawi się efekt cieplarniany, który ją ogrzeje. Jednak wielu astronomów z Moskiewskiego Uniwersytetu Państwowego uważa, że w przeciwieństwie do Ziemi na Marsie nie ma potężnych źródeł gazów cieplarnianych, a efekt cieplarniany nigdy się tam nie rozpocznie. Ponadto rezerwy dwutlenku węgla w jelitach planety są praktycznie niedostępne. Aby się do nich dostać, potrzebujesz fantastycznej technologii - takiej jak te pokazane w hollywoodzkim hicie Total Recall. Nawiasem mówiąc, fabuła filmu w dużej mierze powtarza idee przedwojennej powieści Aleksandra Belyaeva „The Air Seller”. Dziś powszechnie wiadomo, że atmosfera Marsa składa się w 96% z dwutlenku węgla i jest całkowicie niezdatna do oddychania. Ponadto marsjańskie powietrze jest niezwykle rozrzedzone, a ciśnienie na powierzchni stanowi zaledwie ułamek procenta ziemskiego. Dlatego głównym zadaniem entuzjastów terraformowania Czerwonej Planety jest poszukiwanie źródeł gazów i pożądane jest, aby były to związki cieplarniane, jak dwutlenek węgla.
Suchy lód polarny
Niedawno astronomowie ze słynnego obserwatorium Pulkovo postanowili krytycznie rozważyć różne scenariusze terraformowania Marsa. W tym celu przeanalizowali wszystkie znane dane przesłane w ciągu ostatnich dziesięcioleci przez łaziki i sondy marsjańskie.
Obecnie średnia temperatura na Marsie wynosi minus 63 stopnie, możliwe są również krótkoterminowe wartości dodatnie. Okazało się, że głównym źródłem atmosfery jest polarny dwutlenek węgla. Każdej zimy jedna trzecia całej atmosfery zamienia się w „suchy lód” i osadza się na powierzchni, tworząc czapy polarne wyraźnie widoczne przez teleskopy. Latem te polarne kopuły topnieją, a atmosfera jest nasycona dwutlenkiem węgla. W tym samym czasie czapka północna traci prawie cały suchy lód i znika, a na biegunie południowym, nawet latem, pozostaje część kopuły lodowej. Ponadto niektóre dowody wskazują, że na południu mogą występować rozległe podziemne złoża suchego lodu.
Wszystko to nie pozwala jeszcze na jednoznaczną odpowiedź na pytanie: jak można zmienić atmosferę Marsa, aby efekt cieplarniany zaczął się rozwijać na powierzchni i zaczął się stopniowo nagrzewać.
Jednocześnie jest mało prawdopodobne, aby wszystkie odkryte i ukryte polarne pola gazowe były w stanie zapewnić efekt cieplarniany i odpowiednio rozpocząć pierwszy etap terraformowania. Przecież nawet gdyby cały znany suchy lód zamienił się w gaz, ciśnienie atmosferyczne stanowiłoby tylko kilka procent ziemskiego.
Inne źródła dwutlenku węgla również nie są zachęcające. W przeciwieństwie do naszej planety minerały, w tym dwutlenek węgla, są na Marsie dość rzadkie, więc zwiększenie za ich pomocą ciśnienia, co najmniej do dwóch do trzech procent ziemskiego, jest bardzo problematyczne. To prawda, możliwe jest, że cała powierzchnia Marsa zawiera dwutlenek węgla na krawędziach ziaren piasku i chociaż nie jest całkowicie jasne, jak wydobyć te cząsteczki gazu, mogą one dodać kolejny procent do ciśnienia atmosferycznego.
A jednak, aby ogrzać się do dodatnich temperatur i stopić lód wodny, ciśnienie musi wynosić co najmniej jedną trzecią ciśnienia ziemskiego.
Bomba dla planety
Istnieje jednak ciekawy projekt radykalnego terraformowania Marsa, wyrażany w różnych momentach przez Andrieja Sacharowa i Stephena Hawkinga; jest obecnie promowany przez amerykańskiego wynalazcę i przedsiębiorcę Elona Muska. W rzeczywistości bardzo łatwo jest po prostu przekonać siły atomowe do podzielenia się strategiczną amunicją atomową, a następnie zdetonować ładunki termojądrowe nad marsjańskimi biegunami. Według obliczeń powinno to dość szybko zwiększyć grubość atmosfery Marsa i zredukować brak ciśnienia atmosferycznego do akceptowalnego minimum. Ogólnie ciśnienie może wzrosnąć do akceptowalnego poziomu i stać się takie samo, jak na wysokości dziesięciu kilometrów nad Ziemią. Następnie pod wpływem promieni słonecznych w części równikowej tworzą się rezerwy wody w stanie ciekłym, aw obszarach polarnych i okołobiegunowych pojawiają się okresowo topiące się ogromne lodowce.
Musk zauważa, że jeśli ciśnienie na powierzchni planety wzrośnie do 1 bara, temperatura na Marsie może przekroczyć zero stopni Celsjusza. W tym przypadku woda nie zamarzłaby, a ludzie radzili sobie ze specjalnymi maskami do oddychania, a nie w księżycowych skafandrach.
Na planecie mogły pojawić się rośliny, stopniowo zwiększając stężenie tlenu, najpierw w szklarniach, a potem w atmosferze.
Na Marsie są inne źródła węgla. Pierwiastek ten występuje zarówno w glebie, jak iw złożach mineralnych. Ostatnie spekulacje sugerują, że pod powierzchnią planety może znajdować się duży zbiornik węgla. Jednak naukowcy w tej chwili nie mają wystarczającego zestawu danych, które mogłyby potwierdzić to przypuszczenie. A nawet gdyby mogli to potwierdzić, to dotarcie do tych rezerw, jak wspomniano powyżej, jest dość trudne. To prawda, że można tu również zastosować ładunki atomowe.
Jednak optymiści uważają, że Mars zawiera wystarczającą ilość zasobów naturalnych, aby przekształcić atmosferę planety w umiarkowaną, wilgotną szklarnię.
Wulkany i lustra kosmiczne
W przeciwieństwie do „wybuchowych” planów zwolenników skrajności istnieje wpływowa partia naukowa „miękkiego” terraformowania. Inny amerykański astrofizyk Carl Sagan zaproponował malowanie polarnych lodowców lub sadzenie tam mchów i ciemnych porostów odpornych na mróz. W latach 70. wymyślił kilka sposobów na radykalne zwiększenie przepływu ciepła słonecznego za pomocą kolosalnych luster krążących wokół Marsa. Uważał, że do połowy naszego wieku na Marsie nastąpi transformacja jego atmosfery. Jednocześnie lustra kosmiczne nie tylko stopią polarny lód, ale także odsłonią jaskinie krasowe, w których koloniści zakładają bazy. Na powierzchni powstaną gigantyczne szklarnie do adaptacji roślin modyfikowanych genetycznie, które po aklimatyzacji zostaną posadzone w glebie na otwartej powierzchni. Czerwona planeta zacznie powoli, ale z pewnością zmieni kolor na zielony.
Nie tak dawno temu Elon Musk zwołał konferencję na temat kolonizacji Marsa. W następnej dekadzie szef korporacji „Tesla” i „SpaceX” planuje zorganizować lądowanie na Czerwonej Planecie. Aby to zrobić, tysiące szczęśliwych ludzi rzucą się w kosmos najnowszymi pojazdami kosmicznymi, które zapłacili 200 tysięcy dolarów za bilet w jedną stronę. Na Marsie zbudują kilka baz, które stopniowo połączą się w metropolię.
Terraformowanie będzie odbywać się równolegle. Jeśli plany polarnych eksplozji nuklearnych i sztucznego bombardowania przez jądra komet kierowane tymi samymi ładunkami atomowymi zostaną uznane za zbyt niebezpieczne, proponuje się uruchomienie „opcji B”. Na nim, używając zwykłych materiałów wybuchowych, koloniści „obudzą” setki wulkanów, które nasycą atmosferę gazami cieplarnianymi i ogrzeją planetę. Pomogą im tysiące kompaktowych generatorów wysoce aktywnych gazów cieplarnianych, takich jak chlorofluorowęglowodory. Wypełnią szklarnie, a nadmiar zostanie wyrzucony do atmosfery.
Jeśli to nie wystarczy, setki kilometrów kwadratowych najcieńszej folii odblaskowej do orbitujących luster zostaną dostarczone z Ziemi.
Trudno powiedzieć, czy plany entuzjastów terraformingu spełnią się za naszego życia, ale jest całkiem możliwe, że już w następnym stuleciu o brązowo-zielonym Marsie będzie pisana „dawna Czerwona Planeta” …
Magazyn: Sekrety XX wieku №35. Autor: Oleg Faig