Eksploracja Marsa jest ostatnio jednym z głównych tematów, które zwróciły szczególną uwagę światowej społeczności naukowej. „Mechanika ludowa” próbowała zrozumieć, jak realistyczne jest terraformowanie Czerwonej Planety, biorąc pod uwagę możliwości nowoczesnych technologii, i oferuje szczegółowy przegląd potencjalnych sposobów skolonizowania jej i innych planet Układu Słonecznego przez ludzi.
Od dziesięcioleci ludzie szukają życia na Marsie, a przynajmniej jego śladów. Jak dotąd badania te nie przyniosły oczekiwanych rezultatów, ale idea „żywego” Marsa nadal nawiedza umysły społeczności naukowej na całym świecie. Jeśli nie znaleźliśmy życia na Czerwonej Planecie, to może sami możemy je tam sprowadzić? A co by było, gdyby komuś udało się któregoś dnia przekształcić piaszczysty, skalisty krajobraz Marsa w kwitnący ogród - pozór naszej ojczyzny?
Chociaż dla laika brzmi to jak science fiction, naukowcy z sektora publicznego i prywatnego poważnie badają, w jaki sposób nowoczesna technologia może przekształcić Marsa w terraformę, w dużej mierze dlatego, że znacznie ułatwi to kolonizację i dalszą eksplorację planety. …
Czy jest więc możliwe terraformowanie Marsa?
Odpowiedź brzmi tak. Jednak naukowcy uważają, że jest to wykonalne w znacznie mniej dramatyczny sposób niż pomysł Elona Muska, by zdetonować pocisk nuklearny w cienkiej atmosferze Marsa. „Błędem jest sądzić, że ładunek jądrowy zawiera wystarczającą ilość energii. Jeśli weźmiesz całą istniejącą broń jądrową na Ziemi, będzie to równoważne energii, którą Mars otrzyma od Słońca w ciągu zaledwie godziny”- wyjaśnia Chris McKay, badacz planetarny NASA. Według niego, podobnie jak innych naukowców, światło słoneczne pomoże ludzkości ogrzać Marsa. Uderzającym tego przykładem jest globalne ocieplenie na Ziemi, spowodowane zubożeniem warstwy ozonowej, a co za tym idzie nadmierną dawką promieniowania słonecznego, które podnosi temperaturę na planecie. Michael Chaffin, naukowiec pracujący nad projektem Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN (MAVEN), jest pewienże atmosfera Marsa musi być jeszcze grubsza, aby stała się podobna do ziemskiej. „Odkryliśmy, że we wczesnych stadiach formowania się życia na planecie konieczne jest utrzymanie wody na jej powierzchni, co jest możliwe tylko w przypadku znacznie grubszej warstwy atmosferycznej niż ta, która istnieje obecnie na Marsie” - mówi.
Obecnie atmosfera Marsa jest tak cienka i tak słabo zatrzymuje ciepło, że woda może istnieć na powierzchni planety tylko przez krótki czas. „Jeśli weźmiesz szklankę wody w płynie i wylejesz ją na Marsa, część zamarznie, a druga zamieni się w parę. W każdym razie nie pozostanie długo płynne”- jest pewien Chaffin. Teoretycznie, gdybyśmy mogli wypompować część gazów cieplarnianych z ziemskiej atmosfery na Marsa, wówczas możliwe byłoby ogrzanie planety do takiego stanu, że mogłaby spokojnie na niej istnieć duża ilość wody w stanie ciekłym, tak jak to było w odległej przeszłości (około 3,5 miliarda lat temu). Im gęstsza atmosfera, tym stabilniejsze ciśnienie atmosferyczne i temperatura na planecie, co oznacza, że woda również się ustabilizuje.
Film promocyjny:
McKay jest przekonany, że jednym ze sposobów realizacji takiego programu jest produkcja gazów supercieplarnianych - perfluorowęglowodorów (PFC) w specjalnych zakładach. Nie naruszałyby cienkiej warstwy ozonowej planety ani nie stałyby się toksycznym zagrożeniem dla potencjalnych kolonistów, ale byłyby w stanie wystarczająco utrzymać ciepło na Marsie. Potem, 100 lat po ociepleniu się planety, ludzie będą mogli zacząć sadzić rośliny na marsjańskiej glebie. Zużywając CO2 i uwalniając duże ilości tlenu, zieleń stopniowo zmieniałaby skład chemiczny atmosfery, czyniąc ją oddychającą - proces, który przy obecnym stanie biotechnologii zajmie tysiące lat.
Ten krajobraz jest jednym z możliwych modeli wyglądu Marsa w odległej przeszłości.
Praktyczne problemy
Jedną z głównych cech, które przyszłe programy terraformowania będą musiały wziąć pod uwagę, jest to, że Mars już zawiera gazy cieplarniane, takie jak dobrze znany CO2. Jeśli wykonujesz pracę bez uwzględnienia ich wpływu, możesz zbytnio ogrzać planetę. W efekcie zamiast Edenu dostajemy Wenus - planetę o gęstej atmosferze, na którą składają się gazy cieplarniane, dlatego temperatura na powierzchni jest tak wysoka, że można na niej stopić ołów. Ponadto ciśnienie atmosferyczne jest tam tak wysokie, że na Ziemi można to zaobserwować jedynie w oceanie na głębokości około 900 metrów.
McKay pracuje obecnie nad obliczeniami, które pozwolą oszacować ilość CO2 w stanie zamrożonym znajdującym się w pobliżu lub pod polarnym lodem planety. Według ekspertów wciąż nie ma wystarczającej ilości dwutlenku węgla, aby ogrzać planetę, ale jego dokładna liczba jest nadal nieznana. Ale przypuśćmy, że udało nam się stworzyć planetę, która jest wystarczająco wilgotna i ciepła na całe życie. Co jednak z czasem stanie się z jego atmosferą? Mars z pewnością znowu ją straci. Jednak według prognoz naukowców zajmie to około 100 mln lat, co w skali ludzkości jest tak dużym okresem, że warto przynajmniej spróbować.
Czy planety są różne, ale zasady są takie same dla wszystkich?
Różnice między Wenus, Marsem i Ziemią są na pierwszy rzut oka dość oczywiste. Jeden jest za gorący, drugi za zimny, trzeci jest w sam raz dla osoby. Ale ogólnie rzecz biorąc, wszystkie są po prostu średniej wielkości skalistymi planetami. Modele zmian klimatu opracowane na Ziemi najprawdopodobniej mogą działać na innych planetach - wystarczy wziąć pod uwagę różnice w grubości warstw atmosfery, rozmiar i względną bliskość każdej planety do Słońca. Jednak niektóre aspekty klimatu marsjańskiego pozostają dla naukowców tajemnicą.
„Dane z łazików pokazują, że planeta miała wodę w stanie ciekłym około 4 miliardy lat temu. Jeśli cofniesz się w czasie, to na Marsie znajdziesz dużą liczbę jezior i rzek, które mogą pełnić tę samą ważną funkcję dla życia, jak te na Ziemi. Ale oto tajemnica: jeśli kiedyś miałeś duże ilości wody w stanie ciekłym, ale teraz ich nie masz, to co się stało z atmosferą planety?”- pyta Chaffin. Tutaj pojawia się MAVEN. Sonda NASA krąży wokół planety od 2014 roku, badając skład jej atmosfery i promieniowanie tła. Naukowcy próbują dowiedzieć się, co doprowadziło w przeszłości do nagłej utraty dużej części atmosfery. „Mars traci 180 gramów naładowanych cząstek atmosferycznych na sekundę. To wystarczy, aby cała obecna, cienkowarstwowa atmosfera zniknęła w całej historii Marsa, ale to nie tłumaczy utraty wczesnej,gęstsza warstwa atmosfery”- mówi naukowiec.
Model satelity MAVEN, skanujący atmosferę Marsa od 2014 roku
Wniosek
Tak czy inaczej, problem terraformowania Marsa jest znacznie głębszy niż zwykłe rozwiązanie problemu ocieplenia i nawilżenia planety. Marsjańska gleba jest uboga w składniki odżywcze i jest bogata w nadsiarczki i nadchlorany, co oznacza, że bakterie lądowe mogą po prostu nie zakorzenić się w niej. A jeśli podczas wyprawy Muska koloniści znajdą na Marsie własne bakterie, które zostaną zniszczone w wyniku terraformacji, a tym samym utracona zostanie unikalna próbka ksenobiokultury? Naukowcy uważają, że poważne debaty i plany rozwoju planety można zbudować tylko wtedy, gdy człowiek po raz pierwszy wejdzie na Czerwoną Planetę i będzie mógł ją samodzielnie zbadać, bez uciekania się do sond i satelitów.
Wasilij Makarow