> Терраформирование Марса
Можно ли превратить Марс в Землю : условия терраформирования планеты, исследования, проблемы, создание среды обитания, преимущества, план Илона Маска с фото.
О Марсе сейчас гудит все научное сообщество. Несмотря на его сухость и морозы (-153°C), ведутся разговоры о колонизации. Почему?
Дело в том, что выделяют много сходства между этими планетами земной группы. К тому же на Красной планете есть вода и необходимые строительные материалы. Есть много идей по планетарному освоению. Давайте рассмотрим конкретные предложения, касательно терраформирования Марса.
Терраформирование Марса в художественной литературе
Пока ученые старались высадить астронавтов на Луну, писатели уже мысленно колонизировали марсианские земли. Ранние упоминания намекали на наличие каналов и даже растительности. К этому подтолкнули выводы Джованни Скиапарелли и Персиваля Лоуэлла.
Но эти фантазии сменились более реалистичными идеями в 20-м веке, когда рассмотрели первые фото Марса из космоса.
Лучше всего переход отображен в «Марсианских хрониках» Рэя Брэдбери (1950). Сюжеты в коротких рассказах развиваются на Марсе, где указаны поселенцы, посещение марсиан, а также их геноцид и ядерная война.
В 1950-х гг. о марсианской колонизации писали Артур Кларк. В 1952 году вышел интересный рассказ от Айзека Азимова, где между марсианами и землянами произошел конфликт.
Филипп Дик в своих произведениях представлял Красную планету как холодную пустыню без коренных поселенцев. В 1990-х гг. выходит трилогия от Кима Робинсона, где описывается колонизация всей системы. «Великая стена Марса» от Аластера Рейнольдса (2000) описывала будущие события, где колонизация уже произошла, но землянам приходится воевать с инопланетянами.
Далекое будущее Марса показал Анри Вейр в «Марсианин» (2011), где астронавт застрял на планете и был вынужден выживать в ожидании спасательного экипажа. Историю колонизированной Солнечной системы в 2012 году раскрыл Стэнли Робинсон в «2312», где говорится, что на Марсе удалось создать океаны.
Предлагаемые методы терраформирования Марса
НАСА в 2030-х гг. готовит миссию Орион и SSL, с чьей помощью совершат запуск. Есть также предложения от частных компаний и некоммерческих организаций.
ЕКА все еще занимается постройкой корабля, но они нацелены на запуск человеческих миссий. Принять участие также планирует Роскосмос. В 2012 году голландские предприниматели заявили, что собираются в 2023-м году создать на Марсе человеческую базу, которая позже расширится в колонию.
Миссия MarsOne планирует разместить телекоммуникационное орбитальное устройство в 2018 году, ровер в 2020-м и базу для поселенцев в 2023-м. Она будет питаться за счет солнечных батарей с протяжностью в 3000 м 2 . Доставят 4-х астронавтов на ракете Falcon-9 в 2025-м году, где они проведут 2 года.
Свое рвение к Марсу не скрывает и генеральный директор SpaceX Илон Маск. Он собирается создать колонию на 80000 человек. Для этого ему нужна специальная система транспортировки, которая бы работала в режиме конвейера. Он уже преуспел в создании системы повторного использования ракет.
В 2016 году Маск заявил о том, что первый беспилотный полет осуществят в 2022 году, а экипажный – 2024 год. Прогнозы такие, что как только наладится бесперебойная и безопасная транспортировка, многие бизнесмены начнут скупать территории, потому что это крайне выгодный бизнес. Да и наука получит вековую площадку для исследований. Геоинженерия в итоге поможет создать приемлемую для нас среду. Этому поспособствуют цианобактерии и фитопланктон, которые трансформируют большую часть СО 2 в атмосферный слой.
К тому же есть огромные запасы двуокиси углерода в виде сухого льда на территории южного полюса. Если получится нагреть планету, то можно сублимировать лед в газ и увеличить атмосферное давление. Этого мало для того, чтобы дышать, но людям было бы проще передвигаться в костюмах.
Это можно выполнить, если специально активировать парниковый эффект. Для этого доставляют аммиачные льды из атмосфер других миров в системе. Или же использовать метан, которого много в Титане. В качестве методов рассматриваются орбитальные зеркала и создание среды обитания под поверхностью. Если сформировать сеть туннелей, то не придется сталкиваться с нуждой в кислородных резервуарах и защитой от давления. К тому же под землей нам не грозят радиационные лучи.
Потенциальные преимущества терраформирование Марса
Для заселения мы ищем миры, которые максимально похожи на наш. Марс идеально подходит для терраформирования, потому что соответствует по длительности дня – 24 часа и 39 минут, а значит живым организмам не придется перестраиваться под новый ритм.
Они похожи по осевому наклону, что вызывает смену сезонов. Значит, марсианские колонисты могут рассчитывать на урожаи и предсказуемую смену погодных условий. Марс расположен в пределах зоны обитаемости, поэтому лучше всего подходит для создания поселения. Подходит также удаленность к Земле в 57.6 млн. км (при близком подходе), что сокращает время на транспортировку груза.
На Марсе есть водяной лед, скрывающийся в полярных регионах. Но есть мнение, что огромное количество также содержится под поверхностью. Ее можно добыть и очистить для дальнейшего употребления. В итоге мы можем прийти к автономии, где колонисты сами производят воздух, воду и топливо.
Анализы показывают, что из марсианского грунта можно создавать строительные кирпичи. При обработке в землю можно сажать растительность.
Проблемы при терраформировании Марса
Землянам придется столкнуться с холодной обстановкой, где средний показатель температуры Марса днем – 20°C, а ночью опускается до -70°C. Гравитация достигает лишь 40% земной, что приведет к потере мышечной массы и снижению костной плотности.
Примерно 95% атмосферы представлено диоксидом углерода, а значит не обойтись без кислорода. Отсутствие масштабного магнитного поля лишает защиты от космической радиации. Модели показывают, что первый астронавт задохнется через 68 дней, а остальные умрут от голода, обезвоживания или же сгорят в атмосфере при посадке.
В общем, нам придется решить еще множество проблем, прежде чем отправиться в путь. Но мы вынуждены это сделать, если планируем превратить чужой мир во второй дом. Кто знает? Может от этого зависит выживание всей цивилизации.
В течение вот уже многих десятилетий люди занимаются поиском жизни или хотя бы ее следов на Марсе. До сих пор эти исследования не принесли желаемых результатов, но идея о «живом» Марсе продолжает будоражить умы научного сообщества по всему миру. Если мы не нашли жизнь на Красной планете то, возможно, мы сами сможем ее туда принести? Что, если бы у человека однажды получилось превратить песчаный, скалистый ландшафт Марса в цветущий сад, — подобие нашего родного мира?
Несмотря на то, что для обывателя это звучит как научная фантастика, исследователи в государственном и частном секторе всерьез занимаются изучением вопроса о том, как современные технологии могут терраформировать Марс, и по большей части потому, что это сделает колонизацию и дальнейшее исследование планеты куда более простыми.
Так возможно ли терраформирование Марса?
Ответ — да. Однако ученые полагают, что это осуществимо куда менее драматическим образом, чем предложенная Элоном Маском идея взорвать ядерный снаряд в тонкой атмосфере Марса. «Ошибочно полагать, что в ядерном заряде содержится достаточное количество энергии. Если взять все существующее ядерное оружие на Земле, то это будет эквивалентно энергии, которую Марс получает от Солнца всего за час», объясняет Крис Маккей, планетарный исследователь НАСА. Согласно ему, а также другим ученым, нагреть Марс человечеству поможет солнечный свет. Яркий пример тому — глобальное потепление на Земле, вызванное истончением озонового слоя и оттого избыточной дозой солнечной радиации, которая повышает температуру на планете. Майкл Чаффин, ученый, работающий над проектом Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN (MAVEN), уверен, что атмосферу Марса нужно сделать еще толще для того, чтобы она стала похожа на земную. «Мы обнаружили, что на ранних этапах формирования жизни на планете крайне необходимо удерживать на ее поверхности воду, что возможно лишь при куда более толстом атмосферном слое, чем тот, что существует сейчас на Марсе», говорит он.
В настоящее время атмосфера Марса такая тонкая и так плохо удерживает тепло, что вода может существовать на поверхности планеты исключительно на протяжении коротких промежутков времени. «Если взять стакан жидкой воды и вылить ее на Марс, то часть ее замерзнет, а другая часть обратится в пар. В любом случае, она не останется в жидком состоянии надолго», уверен Чаффин. Теоретически, если бы мы могли перекачать часть парниковых газов из атмосферы Земли на Марс, то можно было бы прогреть планету до такого состояния, чтобы на ней спокойно существовало большое количество жидкой воды, как это было в далеком прошлом (около 3,5 млрд лет назад). Чем толще атмосфера — тем стабильнее атмосферное давление и температура на планете, а значит и вода тоже будет стабилизироваться.
Маккей уверен, что одним из способов осуществить подобную программу является производство супер-парниковых газов — перфторуглеподов (ПФУ) на специальных заводах. Они не нарушили бы тонкий озоновой слой планеты и не стали бы токсичной угрозой для потенциальных колонистов, но смогли бы в достаточной мере удержать тепло на Марсе. После этого, спустя 100 лет после прогрева планеты люди смогут приступить к высаживанию растений на марсианском грунте. Потребляя CO2 и выделяя большое количество кислорода, зелень постепенно изменила бы химический состав атмосферы, сделав ее пригодной для дыхания — процесс, который, если говорить о современном уровне развития биотехнологий, займет тысячи лет.
Этот пейзаж — одна из возможных моделей того, как Марс выглядел в далеком прошлом
Практические проблемы
Одной из главных особенностей, которую должны будут принять во внимание будущие программы терраформирования, является то, что на Марсе уже содержатся парниковые газы, к примеру известный всем CO2. Если проводить работы без учета их влияния, то можно нагреть планету слишком сильно. В итоге, вместо Эдема вы получите Венеру — планету с плотной атмосферой, которая состоит из парниковых газов, отчего температура на поверхности так высока, что на ней можно плавить свинец. Кроме того, атмосферное давление там так высоко, что на Земле такое можно наблюдать лишь в океане, на глубине около 900 метров.
В настоящее время Маккей работает над расчетами, которые позволят оценить количество СО2, в замороженном состоянии находящегося вблизи или под полярными льдами планеты. По оценкам специалистов, там все еще недостаточно много двуокиси углерода для нагрева планеты, но точное ее число все еще остается неизвестным. Но предположим, что у нас получилось создать достаточно влажную и теплую для жизни планету. Однако что случится с ее атмосферой со временем? Безусловно, Марс вновь потеряет ее. Однако на это, по прогнозам ученых, уйдет порядка 100 миллионов лет, что в масштабах человечества является настолько огромным сроком, что стоит хотя бы попытаться.
Планеты разные, а правила для всех одинаковые?
Различия между Венерой, Марсом и Землей на первый взгляд довольно очевидны. На одной слишком жарко, на другой слишком холодно, третья же в самый раз подходит человеку. Но, по большому счету, все они — лишь каменистые планеты среднего размера. Модели климатических изменений, разработанные на Земле, могут с большой вероятностью работать и на других планетах — надо лишь учесть различия в толщине атмосферных слоев, размеры и относительную близость каждой планеты к Солнцу. Однако некоторые аспекты марсианского климата остаются для исследователей загадкой.
«Данные, полученные с помощью роверов, показывают, что на планете была жидкая вода около 4 миллиардов лет назад. Если вернуться в прошлое, то на Марсе обнаружится большое количество озер и рек, могущих выполнять ту же важную для жизни функцию, что и земные. Но вот загадка: если у вас раньше были большие массивы жидкой воды, а сейчас нет, то что же произошло с атмосферой планеты?», задается вопросом Чаффин. Здесь-то на помощь и приходит MAVEN. Зонд НАСА вращается вокруг планеты с 2014 года, исследуя состав ее атмосферы и радиационный фон. Исследователи пытаются выяснить, что привело к резкой потере значительной части атмосферы в прошлом. «Марс теряет 180 грамм заряженных атмосферных частиц в секунду. Этого достаточно, чтобы за всю историю Марса исчезла вся текущая, тонкослойная атмосфера, но это не объясняет потерю раннего, более плотного атмосферного слоя», говорит ученый.
Заключение
Как бы то ни было, вопрос терраформирования Марса намного глубже, чем просто решение вопроса о прогреве и увлажнении планеты. Марсианский грунт беден на питательные вещества и богат персульфидами и перхлоратами, а значит, земные бактерии могут попросту не прижиться в нем. Что, если в ходе экспедиции Маска колонисты обнаружат на Марсе собственные бактерии, которые будут уничтожены в результате терраформирования и, таким образом, уникальный образец ксенобиокультуры будет утерян? Ученые полагают, что серьезные дебаты и планы об освоении планеты можно будет строить только тогда, когда человек впервые вступит на Красную планету и сможет исследовать ее самостоятельно, не прибегая к зондам и спутникам.
Идея терраформирования Марса - превращение его в так называемого "близнеца Земли" - увлекательная идея. Таяние полярных ледяных шапок, медленное созданием атмосферы, а затем создание условий для растительности, рек и водоемов - этого достаточно, чтобы вдохновить кого угодно.
Но как долго это будет продолжаться, что это будет стоить нам, и действительно ли это эффективное использование нашего времени и энергии?
Таковы были вопросы, представленные двумя документами на семинаре NASA «Планетарное научное видение 2050 года», проходившего с 27 февраля по 1 марта этого года. Первый документ, озаглавленный «Процесс терраформации Марса» (The Terraforming Timeline), представляет собой абстрактный план превращения Красной Планеты в нечто зеленое и пригодное для жилья. Второй, под названием «Терраформация Марса - неверный путь», полностью отвергает идею терраформации и предлагает альтернативу. О втором документе можно будет почитать .
Терраформирование Марса
Первая статья была подготовлена Аароном Берлинером из Калифорнийского университета и Крисом Маккеем из Отдела космических наук Исследовательского центра НАСА в Эймсе. В своей статье два исследователя представляют последовательный график для терраформирования Марса, который включает в себя фазу потепления и фазу оксигенации (обогащение кислородом), а также все необходимые шаги, которые должны этому предшествовать и следовать:
"Терраформацию Марса можно разделить на две фазы: первая фаза включает нагрев планеты от текущей средней температуры поверхности -60 o C до значений, близким к средней температуре Земли до + 15 o C, и воссоздает плотную атмосферу из CO 2 . Эта фаза нагревания относительно проста и длится достаточно быстро - примерно 100 лет.
Вторая фаза подразумевает достижения уровня O 2 в атмосфере, который позволил бы людям и другим крупным млекопитающим нормально дышать. Эта фаза оксигенации является относительно сложной и займет 100 000 лет или больше, если не произойдет какой-либо технологический прорыв".
Прежде чем начать терраформацию Марса, Берлинер и Маккей признают, что необходимо предпринять определенные «претерраформенные» шаги. К ним относятся исследования среды Марса для определения уровня воды на поверхности, уровня углекислого газа в атмосфере и в виде льда в полярных районах и количества нитратов в марсианской почве. Как они объясняют, все это - ключ к практичности создания биосферы на Марсе.
До сих пор имеющиеся данные указывают на все три элемента, существующие в изобилии на Марсе. В то время как большая часть воды Марса в настоящее время находится в виде льда в полярных районах и полярных шапках - ее там достаточно, чтобы в будущем поддерживать круговорот воды - облака, дождь, реки и озера, возможно даже моря. Между тем, по некоторым оценкам, в полярных регионах имеется достаточное количество СО 2 в виде льда, чтобы создать атмосферу с давлением, равным давлению уровня моря на Земле.
О предложении создать щит из искусственной магнитосферы, который бы защитил Марс от потери атмосферы было опубликовано .
Азот является также фундаментальным требованием для жизни и необходимой составной частью атмосферы, и последние данные, полученные ровером Кьюриосити(Curiosity), указывают на то, что нитраты составляют ~ 0,03% по массе почвы на Марсе, что является обнадеживающим фактом для терраформирования. Кроме того, ученым необходимо будет решить некоторые этические вопросы, связанные с тем, как терраформинг может повлиять на Марс.
Например, если в настоящее время на Марсе есть жизнь (или жизнь, которая может быть возрождена), это создало бы неоспоримую этическую дилемму для колонистов.
«Если жизнь Марса связана с земной жизнью - возможно, из-за обмена метеоритами, - то ситуация понятна, и нужно будет решать какие другие типы земной жизни нужно ввозить на Марс и когда. Однако если жизнь Марса не связана с земной жизнью и отчетливо представляет собой вторую форму развития жизни, то возникают важные технические и этические вопросы», говорят исследователи.
Чтобы пройти Фазу Один - «Фазу потепления» - за минимально короткий срок, авторы обращаются к проблеме, знакомой нам сегодня на Земле. По сути, мы изменяем наш собственный климат здесь, на Земле, внося в атмосферу CO 2 и другие техногенные парниковые газы, которые увеличивают среднюю температуру Земли со скоростью несколько градусов по Цельсию в течение столетия. И хотя это происходит непреднамеренно на Земле, на Марсе этот процесс можно было бы перенастроить, чтобы сознательно согреть окружающую среду.
«Сроки для потепления на Марсе после целенаправленного усилия по производству парниковых газов невелики, всего 100 лет», - утверждают они. «Если бы весь солнечный свет на Марсе был захвачен с 100%-ной эффективностью, то Марс нагрелся бы до земноподобных температур примерно через 10 лет. Однако эффективность парникового эффекта, вероятно, составляет около 10%, поэтому время, чтобы сделать Марс "тёплым" будет около 100 лет»
После создания густой атмосферы следующим шагом является превращение ее во что-то пригодное для дыхания людей - где уровень O 2 будет эквивалентен приблизительно 13% атмосферного давления на уровне моря на Земле, а уровень CO 2 будет составлять менее 1%. Эта фаза, известная как «фаза оксигенации», займет значительно больше времени.
Здесь, на Земле, утверждают ученые, высокий уровень кислорода и низкий уровень CO² связаны с фотосинтезом. Эти реакции основаны на энергии Солнца для преобразования воды и двуокиси углерода в биомассу, которая представлена уравнением
H 2 O + CO 2 = CH 2 O + O 2
.
«Если бы весь солнечный свет, попадающий на Марс, был задействован со 100%-ной эффективностью для осуществления этой химической трансформации, для получения высоких уровней O 2 потребовалось бы всего 17 лет. Однако вероятная эффективность любого процесса, который может преобразовывать Н 2 О и СО 2 в биомассу и O 2 Гораздо меньше, чем 100%.
Единственный пример, который мы имеем в процессе, который может глобально изменить CO 2 и O 2 - это глобальная биология. На Земле эффективность глобальной биосферы при использовании солнечного света для вырабатываемой биомассы и O 2 составляет 0,01% Таким образом, временные рамки для создания богатой кислородом атмосферы на Марсе составляют 10 000 х 17 лет, или 170 000 лет».
Тем не менее, они делают скидку на синтетическую биологию и другие биотехнологии, которые, по их утверждению, могут повысить эффективность и сократить временные рамки до 100 000 лет. Кроме того, если бы люди могли использовать естественный фотосинтез (который имеет сравнительно высокую эффективность в 5%) по всей планете, то есть насадить растительность по всему Марсу, тогда временная шкала могла бы быть уменьшена всего до нескольких столетий.
Наконец, они описывают шаги, которые необходимо предпринять, чтобы начать процесс. Эти шаги включают в себя адаптацию текущих и будущих роботизированных миссий для оценки марсианских ресурсов, математических и компьютерных моделей, которые могли бы исследовать соответствующие процессы, инициативы по созданию различных специализированных организмов для Марса, средство для тестирования методов терраформирования в ограниченных условиях и планетарное соглашение, которое установит ограничения и меры защиты.
Говоря о том, насколько долго ждать до начала терраформирования Марса, исследователи говорят, что «кое-что мы могли бы начать делать уже сейчас».
После того как троица астронавтов 2 ноября 2000 года поселилась на МКС, один из представителей NASA отметил:
« ... Мы навсегда отправляемся в космос. Сначала люди будут кружить вокруг этого шара, а после мы полетим на Марс... »
Зачем вообще лететь на Марс?
Изображения еще 1964 года выпуска показали, что Марс — это пустынная, безжизненная планета, которая, казалось бы, мало что может предложить людям. У нее крайне тонкая атмосфера и никаких признаков жизни.
Однако Марс вселяет некоторый оптимизм по части продолжения человеческого рода. На Земле более семи миллиардов человек, и это число постоянно растет.
Возможно перенаселение или планетная катастрофа, и они заставляют нас искать новые дома в нашей Солнечной системе. Марс может предложить нам больше, чем то, что показывает марсоход "Кьюриосити". В конце концов, там была вода.
Почему Марс? Марс уже давно привлекает людей и захватывает воображение. Сколько книг и фильмов было создано по мотивам жизни на Марсе и его освоения.
Каждая история создает свой собственный уникальный образ жизни, которая могла бы поселиться на красной планете. Что же такого в Марсе, что делает его предметом многочисленных историй?
В то время как Венеру называют сестринской по отношению к Земле планетой, условия на этом огненном шаре крайне непригодны для жилья, хотя NASA и планировало посещение Венеры с попутной экскурсией на Марс. С другой стороны, Марс ближе всех находится к Земле.
И несмотря на то, что сегодня это холодная и сухая планета, у нее есть все элементы, пригодные для жизни. Есть удивительные сходства между марсианской атмосферой сегодняшнего дня и атмосферой, которая была на Земле миллиарды лет назад.
Когда Земля только сформировалась, на планете не было кислорода, и она была похожа на пустую, непригодную для жизни планету. Атмосфера полностью состояла из углекислого газа и азота.
И кислорода не было до тех пор, пока фотосинтезирующие бактерии, развившиеся на Земле, не произвели достаточное количество кислорода для возможного развития животных. Тонкая атмосфера Марса почти полностью состоит из оксида углерода.
Таков состав атмосферы Марса: 95,3 % двуокиси углерода 2,7 % азота 1,6 % аргона
0,2 % кислорода
В противоположность этому земная атмосфера состоит на 78,1 % из азота, 20,9 % кислорода, 0,9 % аргона и 0,1 % двуокиси углерода и других газов. Как вы можете догадаться, любым людям, которые захотят посетить Марс уже завтра, придется тащить с собой достаточное количество кислорода и азота, чтобы выжить (мы ведь дышим не чистым кислородом). Тем не менее сходство атмосфер ранней Земли и современного Марса заставило некоторых ученых предположить, что те же процессы, которые на Земле переработали большую часть двуокиси углерода в пригодный для дыхания кислород, можно повторить и на Марсе.
Для этого нужно сгустить атмосферу и создать парниковый эффект, который будет нагревать планету и обеспечит подходящую среду обитания для растений и животных. Средняя температура поверхности Марса составляет минус 62,77 градуса Цельсия, и колеблется от плюс 23,88 градуса до минус 73,33 по Цельсию.
Для сравнения, средняя температура на Земле — 14,4 градуса Цельсия. Тем не менее у Марса есть несколько особенностей, которые позволяют рассмотреть его в качестве будущего жилья, как то: время обращения — 24 часа 37 минуты (Земля: 23 часа 56 минут) наклон оси вращения — 24 градуса (Земля: 23,5 градусов) гравитационное притяжение — треть земного Красная планета достаточно близко находится к Солнцу, чтобы испытывать смену времен года.
Марс примерно на 50 % дальше от Солнца, чем Земля. Другие миры, которые рассматриваются в качестве возможных кандидатов на терраформирование, это Венера, Европа (луна Юпитера) и Титан (луна Сатурна). Однако Европа и Титан находятся слишком далеко от Солнца, а Венера слишком близко.
К тому же, средняя температура на поверхности Венеры — 482,22 градуса Цельсия. Марс, как и Земля, стоит особнячком в нашей Солнечной системе и может поддерживать жизнь.
Давайте узнаем, как ученые планируют превратить сухой холодный ландшафт Марса в теплую и пригодную для жизни среду обитания. Терраформирование Марса будет грандиозным процессом, если вообще будет.
Начальные стадии могут занять несколько десятилетий или столетий. Терраформирование всей планеты в землеподобную форму займет несколько тысяч лет. Некоторые предполагают и десятки тысяч лет. Как же мы превратим сухую пустынную землю в пышную среду, в которой смогут выжить люди, растения и другие животные?
Предлагают три метода: большие орбитальные зеркала, которые будут отражать солнечный свет и нагревать поверхность Марса парниковые фабрики сбрасывание полных аммиака астероидов на планету, чтобы повысить уровень газов В настоящее время NASA разрабатывает двигатель на базе солнечного паруса, который позволил бы разместить большие отражающие зеркала в космосе. Они расположатся в нескольких сотнях тысяч километров от Марса и будут отражать солнечный свет на небольшой участок поверхности Марса.
Диаметром такое зеркало должно быть около 250 километров. Весить такая штуковина будет около 200 000 тонн, поэтому лучше собрать ее в космосе, а не на Земле.
Если направить такое зеркало на Марс, оно сможет повысить температуру небольшого участка на несколько градусов. Суть в том, чтобы сконцентрировать их на полярных шапках, чтобы растопить лед и выпустить углекислый газ, который, как полагают, находится в ловушке изо льда.
В течение многих лет повышение температуры выпустит парниковые газы, вроде хлорфторуглерода (C FC ), который вы можете найти в своем кондиционере или холодильнике. Еще один вариант сгущения атмосферы Марса, а значит и повышения температуры на планете, это строительство фабрик, производящих парниковые газы, работающих на солнечных батареях.
Люди хорошо умеют выпускать тонны парниковых газов в собственную атмосферу, которые, как считают некоторые, приводят к глобальному потеплению. Этот же тепловой эффект может сыграть добрую шутку на Марсе, если создать сотни таких фабрик.
Единственной их целью будет выпускать хлорфторуглерод, метан, двуокись углерода и другие парниковые газы в атмосферу. Фабрики по производству парниковых газов будут либо отправлены на Марс, либо созданы уже на поверхности красной планеты, и это уже займет годы.
Для транспортировки этих машин на Марс, они должны быть легкими и эффективными. Потом парниковые машины будут имитировать естественный процесс фотосинтеза растений, вдыхая углекислый газ и выдыхая кислород.
Это займет много лет, но постепенно атмосфера Марса насытится кислородом, благодаря чему астронавты смогут носить только дыхательные аппараты, а не сдавливающие костюмы. Вместо или в дополнении к этим парниковым машинам можно использовать фотосинтезирующие бактерии.
Есть и более экстремальный метод озеленения Марса. Кристофер Маккей и Роберт Зурин предложили бомбардировать Марс большими ледяными астероидами с аммиаком, чтобы выработать тонны парниковых газов и воды на красной планете.
Ракеты с ядерными двигателями должны быть привязаны к астероидам из внешней части нашей Солнечной системы. Они будут двигать астероиды со скоростью 4 км/с на протяжении десятка лет, а после выключаться и позволять астероиду весом в десять миллиардов тонн упасть на Марс.
Энергия, которая высвобождается в процессе падения, оценивается в 130 миллионов мегаватт. Этого достаточно, чтобы питать Землю электроэнергией в течение десяти лет. Если есть возможность разбить астероид таких размеров о Марс, энергия одного столкновения подняла бы температуру на планете на 3 градуса по Цельсию.
Внезапное повышение температуры вызовет таяние около триллиона тонн воды. Несколько таких миссий за пятьдесят лет могли бы создать нужный температурный климат и покрыть водой 25 % поверхности планеты.
Однако бомбардировка астероидами, которые выпускают энергию, эквивалентную 70 000 мегатонных водородных бомб, приведет к задержке заселения людьми на много столетий. Хотя мы можем достичь Марса уже в ближайшем десятилетии, терраформирование займет тысячи лет. Земле потребовались миллиарды лет, чтобы превратиться в планету, на которой могут процветать растения и животные.
Преобразование ландшафта Марса в земной — крайне сложный проект. Пройдет много веков, прежде чем человеческая изобретательность и труд сотен тысяч людей смогут вдохнуть жизни в холодный и пустынный красный мир.
|
|||||||||||||||||||||
|
Терраформирование Марса
Терраформирование - молодая наука, суть которой изменять ландшафт, климат, экологические условия, полностью переделывать саму среду обитания на отдельно выбранной планете. Нет, это не сюжет очередного блокбастера и не медиа-утка - такая наука действительно существует. Вбирая в себя и сводя воедино необходимые знания из физики, химии, экологии и даже экономики, она упорядочивает их с позиции своей прикладной цели: сделать планеты, ранее не пригодные для жизни, новым домом для хомо сапиенса. Терраформирование постепенно переходит из разряда сугубо теоретических, философских учений в область экспериментальную, даже практическую.
Чтобы не спорить до посинения о возможности или, наоборот, невозможности колонизации космического пространства, лучше подробнее ознакомиться с теоретическими предпосылками, историей научных открытий и возможными вариантами перехода от слов к действию.
3,5 миллиардов лет назад, когда солнечная система только сформировалась в некий сбалансированный орбитальный клубок, имелись 3 планеты с водой, атмосферой и возможностью зарождения жизни: Земля, Марс и Венера.
На Земле, благодаря успешному стечению обстоятельств, образовалась устойчивая и комфортная атмосфера, которая создавала необходимое давление и температуру, не позволяя элементам улетучиться в космос или вмерзать в почву, но и не раздавливая все в пюре. В то же время, мать-Земля обладала подходящим химическим составом, не стала слишком сгущаться и позволила установиться идеальным условиям для жизни, в тех единственных формах, которые нам известны.
Венера, находясь ближе к Солнцу, получала в разы больше энергии, и ее атмосфера превратилась в сверхмощный духовой шкаф. Из-за чего температура(900гр.Цельсия) и атмосферное давление на поверхности планеты значительно выше, чем на Земле. Состав атмосферы также сильно отличается от нашего: вместо кислорода преобладает серная кислота. Фактически, Венера идеально описывает библейскую концепцию Ада, одновременно, демонстрируя самый жуткий вариант развития парникового эффекта.
Марс, наоборот, находясь дальше от Солнца и будучи относительно мелким небесным телом (его масса в 10 раз меньше Земли) быстро остыл, атмосфера его испарилась в косомс, вода замерзла. Сейчас Марс предстает холодной(-63 Цельсия), безжизненной пустыней, покрытой льдом и пылью, где интенсивное ультрафиолетовое излучение Солнца убивает все живое на поверхности. Атмосфера же разрежена до предела, ее практически нет, и лед, случись ему растаять, превратился бы сразу в пар, но не в жидкость.
И на данный момент самой ближайшей, привлекательной и подходящей для переселения планетой является именно Марс. Более того, он не всегда был таким сухим и одиноким. Несколько лет назад ученые при помощи спутников смогли увидеть и сфотографировать высохшие русла рек, бассейны озер и морей разбросанных по всей его поверхности. Доказано, что Марс был более теплым и влажным в неопределенном прошлом, возможно даже, что имел собственную жизнь. И первоначальная надежда человечества на встречу с братьями по разуму на Марсе (именно с такими мыслями американские ученые отправляли космический зонд в 1980г) переросла в стремление создать там новый дом.
Сегодня главным отличием Марса от Земли, которое не позволяет существовать жизни, является низкая температура на поверхности и отсутствие плотной атмосферы. Все, что нужно - это добавить 2 слагаемых на красную планету, и тогда росток пробьет себе дорогу.
Учитывая небольшую разницу температур (в космосе встречаются планеты -1000 до +20000), это совсем не выглядит непосильной задачей, и Марсу требуется нагреться всего на 30 гр. Цельсия. Это, конечно, ерунда, но все же, откуда взять этот мощный источник энергии? Первоначально, ученые предлагали использовать ядерную энергию: бомбардировать планету водородными бомбами. Это позволило бы нагреть ее очень и очень быстро. Однако, это связано с нежелательными и далекоидущими последствиями, и такой вариант был отвергнут. Самый очевидный и удобный вариант, к которому склоняются сегодня, лежит на самой поверхности. За последние 50 лет температура на Земле значительно выросла, что вызвано человеческой деятельностью по сжиганию ископаемого топлива (гафть,нез и т.д.). Мы вырабатываем углекислоту быстрее, чем Земля способна переработать, газы накапливается, повышая способность атмосферы удерживать солнечное тепло. И в результате, сами того не желая, мы получаем на Земле те результаты, которые жизненно необходимы Марсу: ледники тают, температура растет. Что нам мешает повторить фокус на другой планете?
Таким образом,(возвращаясь на Марс) мы не только повышаем температуру, но и, одновременно, формируем вожделенную атмосферу. Все, что требуется: построить фабрики по производству парниковых газов! Более того, тащить нашу многострадальную нефть сквозь космические расстояния не придется, здесь в изобилии присутствуют свои полезные ископаемые, которые в 1000 раз превосходят по концентрации парниковых элементов ту же нефть. А когда температура растет, атмосфера уплотняется, задерживая тем самым еще больше солнечного тепла, нагревая планету, и процесс ускоряется.
Также есть все основания полагать, что углекислота и вода от прежней марсианской атмосферы (на полюсах, под слоем пыли, буквально в нескольких сантиметрах от поверхности скрывается ледник) не испарились в космос, а заперты в почве, как в губке. Известно, что в летний период они частично высвобождаются, делая атмосферу плотнее на 30%, но в зимний период конденсируются и снова запираются в грунте. Таким
образом, даже слегка нагрев планету человек может запустить цепную реакцию, которая поможет создать волшебный купол из уже существующих на месте элементов.
При следовании этому плану потребуется около 100 лет для достижения необходимой температуры, появления атмосферы и воды в жидком состоянии. Несмотря на очевидную простоту плана (даже по сравнению с последующими этапами терраформирования планеты), этот период представляется самым сложным, т.к никакой инфраструктуры нет, и строить ее придется с нуля.
Но представим, что нашелся больной меценат и бюджетная проблема решена, завершен первый этап. Вода испаряется и накапливается в атмосфере - начинаются дожди, в холодных районах и на большой высоте идет снег. Это еще не пятизвездочный куррот, и климат похож на лето за полярным кругом. Человек еще не сможет дышать новой атмосферой, правда, необходимость в космическом скафандре исчезнет, можно будет обойтись элегантным приспособления для дыхания (напоминающее акваланг для подводного плавания). Тем не менее, эти некомфортабельные условия вполне удовлетворяют запросам многих земных организмов, которые подготовят экосистему к появлению более сложных существ.
Среди таких биологических пионеров, способных к выживанию в экстремальных условиях, невосприимчивые ни к низким температурам, ни даже к радиации - мхи и лишайники. Они питаются очень скромным количеством воды, ухода не требуют, живут на камнях и радуют глаз. Но самое главное, они поглощают солнечный свет и перерабатывают его в полезные вещества, которые в скором будущем станут элементами плодородной почвы, столь необходимой деревьям.
Другой первостепенный элемент для создания образцовой почвы - озон и специальные микробактерии, осуществляющие обмен веществ в грунте. Они точно были раньше на Марсе, заявляют ученые, и маловероятно, что куда-то исчезли. Скорее всего, озон, в результате мощных климатических катаклизмов, вступив в химическую реакцию с другими веществами, образовал с ними новые устойчивые соединения и находится под землей, а замороженные бактерии спят там же, ждут завершения полярной зимы. И когда этот триумфальный момент наступит, температура подрастет еще на пару градусов, а почва напитается перегноем мхов и лишайников, ничто не помешает уже полноценному озеленению планеты. Произрастающие на Земле, высокогорные сосны вполне готовы выступить первопроходцами от «взрослой» фауны, ведь условия высоко в горах практически идентичными Марсианским (в его промежуточном, уже измененном варианте). Потребуется труд нескольких поколений лесников-тераформаторов, с возможным вмешательство генной инженерии, чтобы дальнейший процесс оживления планеты продолжался самостоятельно. Но постепенно леса начнут разрастаться, и наступит ликующий момент, когда планета жадно вдохнет полной грудью новый,
чистый и еще не отравленный индустрией воздух.
Здесь уже не трудно догадаться, прилетает Ноев Ковчег с Зеемли, и процесс эволюции, как таковой, не понадобится. Не придется ждать, пока инфузория станет головастиком, пока пресмыкающиеся вылезут из воды и вырастут в динозавров. Ничего подобного, ведь мы сможем воспользоваться широчайшим изобилием видов на на нашей родной планете (если только к этому знаменательному монету они все окончательно не исчезнут)!
И вот мы уже по-отечески, со слезой умиления, взираем на прекрасный, воссозданный человеком мир, где слон неуверенно, с подозрением топчет марсианскую траву, мартышка скачет по веткам, помечая новую территорию, крокодил у пруда ждет антилопу (которую обещали завести на следующей неделе), а волк воет, не находя Луну. Смотрим, как сложное сообщество: микробы, бактерии, растения, млекопитающие животные и разные другие организмы вступают во взаимодействие, образуя единую, сложную и сбалансированную, самовоспроизводящуюся экосистему. А для этого потребуется не одно тысячелетие! Однако, энтузиасты-ученые говорят, что мы решаем задачу 22 века при помощи возможностей 21 века. К тому моменту технологии, вероятно, достигнут таких вершин, что предложат недоступные сегодняшнему пониманию варианты действий, значительно ускоряющие процесс оживления планет. Более того, они совершенно убеждены, что терраформирование Марса уже вопрос решенный, и прогнозируют начало такого крупномасштабного проекта в ближайшие 50-100 лет. Хочется верить! Но еще больше хочется верить, что мы не угробим нашу собственную Землю до этого момента.
