Kot del našega nenehnega ' Dokončen vodnik po teraformiranju ” Universe Today z veseljem predstavlja naš vodnik po teraformiranju Marsa. Trenutno obstaja več načrtov za namestitev astronavtov in naseljencev na Rdeči planet. Če pa bomo nekoč res želeli tam živeti, bomo morali narediti popolno planetarno prenovo. Kaj bo potrebno?
Kljub zelo mrzlemu in zelo suhemu podnebju – da ne omenjam malo ozračja – Zemlja in Mars imata veliko skupnega . Sem spadajo podobnosti v velikosti, naklonu, strukturi, sestavi in celo prisotnosti vode na njihovih površinah. Zaradi tega Mars velja za glavnega kandidata za človeško naselje; možnost, ki vključuje preoblikovanje okolja, da bo primerno za človeške potrebe (tudi terraformiranje).
Kot rečeno, obstaja tudi veliko ključnih razlik, zaradi katerih bi življenje na Marsu postalo vse večja zaskrbljenost mnogih ljudi (če pogledamo vas, Elon Musk in Bas Lansdorp! ), pomemben izziv. Če bi živeli na planetu, bi morali biti precej odvisni od naše tehnologije. In če bi planet spreminjali z ekološkim inženiringom, bi to zahtevalo veliko časa, truda in megaton virov!
Izzivi življenja na Marsu so precej številni. Za začetek je izjemno tanko in nepredušno vzdušje. Medtem ko je Zemljina atmosfera sestavljena iz 78 % dušika, 21 % kisika in sledov drugih plinov, je Marsova atmosfera sestavljena iz 96 % ogljikovega dioksida, 1,93 % argona in 1,89 % dušika, skupaj s količinami kisika in vode v sledovih.
Umetnikov vtis teraformiranja Marsa, od njegovega trenutnega stanja do sveta, ki je primeren za življenje. Zasluge: Daein Ballard
Tudi atmosferski tlak Marsa se giblje od 0,4 do 0,87 kPa, kar je enako približno 1 % Zemljinega tlaka na morski gladini. Tanka atmosfera in večja oddaljenost od Sonca prispevata tudi k hladnemu Marsovemu okolju, kjer površinske temperature v povprečju znašajo 210 K (-63 °C/-81,4 °F). Če k temu dodamo še dejstvo, da na Marsu manjka magnetosfera, boste videli, zakaj je površina izpostavljena bistveno večjemu sevanju kot Zemljina.
Na površju Marsa, povprečna doza sevanja je približno 0,67 milisivertov (mSv) na dan, kar je približno petina tistega, kar so ljudje izpostavljeni tukaj na Zemlji v enem letu. Če bi torej ljudje želeli živeti na Marsu brez potrebe po zaščiti pred sevanjem, kupolah pod tlakom, ustekleničenem kisiku in zaščitnih oblekah, bi bilo treba narediti nekaj resnih sprememb. V bistvu bi morali planet ogreti, zgostiti atmosfero in spremeniti sestavo omenjene atmosfere.
Primeri v leposlovju:
Leta 1951 je Arthur C. Clarke napisal prvi roman, v katerem je bilo teraformiranje Marsa predstavljeno v fikciji. Z naslovom Marsovi pesek ,zgodba vključuje marsovske naseljence, ki segrevajo planet tako, da pretvorijo Marsovo luno Fobos v drugo sonce, in gojijo rastline, ki razgrajujejo marsovski pesek, da bi sprostile kisik.
Leta 1984 sta James Lovelock in Michael Allaby napisala, po mnenju mnogih, eno najvplivnejših knjig o teraformiranju. Z naslovom Ozelenitev Marsa , roman raziskuje nastanek in razvoj planetov, izvor življenja in zemeljsko biosfero. Modeli teraformiranja, predstavljeni v knjigi, so pravzaprav napovedovali prihodnje razprave o ciljih teraformiranja.
Trilogija Rdeči Mars Kim Stanley Robinson. Zasluge: divers.com
Leta 1992 je avtor Frederik Pohl izdal Rudarstvo Oort ,znanstvenofantastična zgodba, kjer se Mars teraformira s pomočjo kometov, preusmerjenih iz Oortov oblak . V devetdesetih letih prejšnjega stoletja je Kim Stanley Robinson izdal svojo slavno Trilogija o Marsu -Rdeči Mars, Zeleni Mars, Modri Mars– ki se osredotoča na preobrazbo Marsa skozi številne generacije v cvetočo človeško civilizacijo.
Leta 2011 sta Yu Sasuga in Kenichi Tachibana producirala serijo mang Terra Formars ,serija, ki se dogaja v 21. stoletju, kjer znanstveniki poskušajo počasi segreti Mars. In leta 2012 je izdala Kim Stanley Robinson 2312 , zgodba, ki se dogaja v Osončju, kjer je bilo teraformiranih več planetov – kar vključuje Mars (ki ima oceane).
Predlagane metode:
V zadnjih nekaj desetletjih je bilo podanih več predlogov, kako bi lahko Mars spremenili, da bi ustrezal človeškim kolonistom. Leta 1964 je Dandridge M. Cole izdal ' Otoki v vesolju: izziv planetoidov, pionirsko delo «, v katerem je zagovarjal sprožitev učinka tople grede na Marsu. To je vključevalo uvoz amonijakovega ledu iz zunanjega Osončja in ga nato udaril na površino.
Ker je amoniak (NH³) močan toplogredni plin, bi njegov vnos v ozračje Marsa povzročil zgostitev atmosfere in dvig globalnih temperatur. Ker je amoniak po teži večinoma dušik, bi lahko zagotovil tudi potreben puferski plin, ki bi v kombinaciji s plinom kisika ustvaril atmosfero za dihanje za ljudi.
Znanstveniki so lahko izmerili stopnjo izgube vode na Marsu z merjenjem razmerja med vodo in HDO od danes in pred 4,3 milijarde let. Zasluge: Kevin Gill
Druga metoda je povezana z zmanjšanjem albeda, kjer bi površino Marsa prekrili s temnimi materiali, da bi povečali količino sončne svetlobe, ki jo absorbira. To bi lahko bilo vse od prahu s Fobosa in Deimosa (dveh najtemnejših teles v Osončju) do ekstremofilnih lišajev in rastlin temne barve. Eden največjih zagovornikov tega je bil slavni avtor in znanstvenik Carl Sagan.
Leta 1973 je Sagan objavil članek v reviji Icarus z naslovom » Planetarni inženiring na Marsu “, kjer je predlagal dva scenarija za zatemnitev površine Marsa. Ti so vključevali prevoz materiala z nizkim albedom in/ali sajenje temnih rastlin na polarnih ledenih pokrovih, da bi zagotovili, da absorbirajo več toplote, se stopijo in pretvorijo planet v bolj »zemeljske razmere«.
Leta 1976 je NASA uradno obravnavala vprašanje planetarnega inženiringa v študiji z naslovom ' O bivalnosti Marsa: pristop k planetarni ekosintezi “. Študija je pokazala, da bi lahko fotosintetični organizmi, taljenje polarnih ledenih pokrovov in vnos toplogrednih plinov uporabili za ustvarjanje toplejšega ozračja, bogatega s kisikom in ozonom.
Leta 1982 je planetolog Christopher McKay napisal 'Terraforming Mars', dokument za Journal of the British Interplanetary Society .V njem je McKay razpravljal o možnostih samoregulacijske marsove biosfere, ki je vključevala tako potrebne metode za to kot etiko. To je bilo prvič, da je bila beseda teraformiranje uporabljena v naslovu objavljenega članka in bo odslej postala prednostni izraz.
Temu je leta 1984 sledila knjiga Jamesa Lovelocka in Michaela Allabyja, Ozelenitev Marsa . V njem sta Lovelock in Allaby opisala, kako bi lahko Mars segreli z uvozom klorofluoroogljikovodikov (CFC), da bi sprožili globalno segrevanje.
Umetnikov koncept možne rastline za teraformiranje Marsa, ki segreva planet z vnosom ogljikovodikov. Zasluge: nationalgeographic.com
Leta 1993 sta ustanovitelja Mars Society dr. Robert M. Zubrin in Christopher P. McKay iz Nasinega raziskovalnega centra Ames skupaj napisala » Tehnološke zahteve za teraformiranje Marsa “. V njem so predlagali uporabo orbitalnih ogledal za neposredno segrevanje Marsove površine. Ta ogledala, nameščena blizu polov, bi lahko sublimirala CO2ledena plošča in prispevajo k globalnemu segrevanju.
V istem dokumentu so trdili, da bi lahko uporabili asteroide, pridobljene iz Osončja, ki bi jih preusmerili, da bi udarili na površino, dvignili prah in segreli ozračje. V obeh scenarijih se zavzemajo za uporabo jedrsko-električne ali jedrsko-termične rakete v orbito vleči vse potrebne materiale/asteroide.
Kot dolgoročni stabilizator podnebja se priporoča tudi uporaba fluorovih spojin – »supertoplogrednih plinov«, ki povzročajo učinek tople grede, ki je tisočkrat močnejši od CO². Leta 2001 je skupina znanstvenikov z Oddelka za geološke in planetarne znanosti na Caltechu podala ta priporočila v ' Ohranjanje toplote Marsa z novimi super toplogrednimi plini '.
Kjer je ta študija pokazala, da bi morale začetne obremenitve fluora priti z Zemlje (in jih redno dopolnjevati), je trdila, da bi lahko minerale, ki vsebujejo fluor, kopali tudi na Marsu. To temelji na predpostavki, da so takšni minerali prav tako pogosti na Marsu (ki je zemeljski planet), kar bi omogočilo samovzdrževalni proces, ko bi bile kolonije ustanovljene.
Nasin rover Curiosity Mars je zaznal nihanja koncentracije metana v ozračju, kar pomeni, da se ta ves čas dodaja in odstranjuje. (Zasluge slike: NASA/JPL-Caltech/SAM-GSFC/Univ. of Michigan)
Uvoz metana in drugih ogljikovodikov iz zunanjega sončnega sistema – ki jih je na Saturnovi luni veliko Titan – je bilo tudi predlagano. Obstaja tudi možnost uporabe virov in situ (ISRU), zahvaljujoč roverju Curiosity, ki je odkril 'desetkratni kos' metana, ki kaže na podzemni vir. Če bi te vire lahko izkopavali, metana morda sploh ne bi bilo treba uvažati.
Novejši predlogi vključujejo ustvarjanje zaprtih biodom, ki bi na marsovskih tleh uporabljale kolonije cianobakterij in alg, ki proizvajajo kisik. Leta 2014 je bil NASA Inštitut za napredne koncepte (NAIC) in Techshot Inc. sta začela delati na tem konceptu, ki so ga poimenovali ' Testna postelja Mars Ecopoiesis “. V prihodnosti namerava projekt poslati majhne posode ekstremofilnih fotosintetskih alg in cianobakterij na krov misije roverja za testiranje procesa v marsovskem okolju.
Če se to izkaže za uspešno, nameravata NASA in Techshot zgraditi več velikih biodomov za proizvodnjo in nabiranje kisika za prihodnje človeške misije na Mars – kar bi zmanjšalo stroške in podaljšalo misije z zmanjšanjem količine kisika, ki ga je treba prepeljati. Čeprav ti načrti ne predstavljajo ekološkega ali planetarnega inženiringa, je Eugene Boland (glavni znanstvenik Techshot Inc.) izjavil, da je to korak v tej smeri:
»Ekopoeza je koncept iniciacije življenja na novem mestu; natančneje, ustvarjanje ekosistema, ki bi lahko podpiral življenje. Gre za koncept sprožitve 'terraformiranja' z uporabo fizičnih, kemičnih in bioloških sredstev, vključno z uvedbo pionirskih organizmov, ki gradijo ekosistem ... To bo prvi večji preskok od laboratorijskih študij v izvajanje eksperimentalnih (v nasprotju z analitičnim) planetarnih in situ raziskave, ki so najbolj zanimive za planetarno biologijo, ekopoezo in teraformiranje.'
»Ozelenitev Marsa« bi bil večstopenjski proces, ki bi vključeval uvoz plinov in zemeljskih organizmov za pretvorbo planeta skozi več generacij. Zasluge: nationalgeographic.com
Potencialne koristi:
Poleg možnosti za pustolovščino in ideje, da se človeštvo znova podaja v obdobje drznega raziskovanja vesolja, obstaja več razlogov, zakaj se predlaga teraformiranje Marsa. Za začetek obstaja zaskrbljenost, da je vpliv človeštva na planet Zemlja nevzdržen in da bomo morali razširiti in ustvariti » rezervna lokacija ” če nameravamo preživeti na dolgi rok.
Ta šola navaja stvari, kot je rastoče prebivalstvo Zemlje – ki naj bi ga doseglo 9,6 milijarde do sredine stoletja – pa tudi dejstvo, da do leta 2050 pribl dve tretjini svetovnega prebivalstva naj bi živeli v večjih mestih . Poleg tega obstaja možnost hudih podnebnih sprememb, ki – po besedah a niz scenarijev, ki jih je izračunala NASA – bi lahko povzročilo, da bi življenje na določenih delih planeta do leta 2100 postalo nevzdržno.
Drugi razlogi poudarjajo, kako Mars leži znotraj našega Sonca. Zlatolaska cona « (tudi »naseljiva cona)« in je bil nekoč bivalni planet. V zadnjih nekaj desetletjih površinske misije, kot je NASA Znanstveni laboratorij Mars (MSL) in njegovo radovednost Rover je odkril številne dokaze, ki kažejo na to, da je na Marsu v globoki preteklosti obstajala tekoča voda (kot tudi obstoj organske molekule ).
Projekt Nomad, koncept tekmovanja nebotičnikov 2013, ki je vključeval mobilne tovarne-nebotičnike, ki so teraformirali Mars. Zasluge: evolo.com/A.A. Sainz/J.R. Nuñez/K.T. Rial
Poleg tega NASA Mars Atmosphere in Volatile Evolution Mission (MAVEN) (in drugi orbiteri) so zagotovili obsežne informacije o Marsovi pretekli atmosferi. To, kar so sklenili, je približno tako pred 4 milijardami let Mars je imel veliko površinske vode in gostejšo atmosfero. Vendar zaradi izgube Marsove magnetosfere - kar je morda bilo posledica velikega vpliva oz hitro ohlajanje notranjosti planeta – vzdušje se je počasi odpravljalo.
Torej, če je bil Mars nekoč naseljen in »zemeljski podoben«, je možno, da bi nekega dne spet bil. In če človeštvo res išče nov svet, v katerega bi se lahko naselil, je smiselno le, da je na tistem, ki ima čim več skupnega z Zemljo. Poleg tega so trdili, da bi lahko naše izkušnje s spreminjanjem podnebja našega planeta dobro izkoristili na Marsu.
Naša odvisnost od industrijskih strojev, premoga in fosilnih goriv je že stoletja imela merljiv učinek na zemeljsko okolje. In ker je bila to nenamerna posledica modernizacije in razvoja tukaj na Zemlji; na Marsu bi pozitivno vplivalo kurjenje fosilnih goriv in redno sproščanje onesnaženja v zrak.
Infografika, ki prikazuje oceno stroškov in časovni okvir za teraformiranje Marsa. Zasluge: NASA/National Geographic Channel/Discovery Channel
Drugi razlogi vključujejo razširitev naše baze virov in postajanje družbe 'po pomanjkanju'. Kolonija na Marsu bi lahko omogočila rudarske dejavnosti na Rdečem planetu, kjer so minerali in vodni led v izobilju in bi jih bilo mogoče nabirati. Baza na Marsu bi lahko delovala tudi kot prehod v Asteroidni pas , kar bi nam omogočilo dostop do dovolj mineralov, da bi nam zdržali neomejeno.
izzivi:
Brez dvoma je možnost teraformiranja Marsa povezana s svojim deležem težav, ki so vse še posebej zastrašujoče. Za začetek, obstaja velika količina virov, ki bi jih potrebovali, da bi Marsovo okolje spremenili v nekaj trajnostnega za ljudi. Drugič, obstaja zaskrbljenost, da bi lahko imel vsak sprejet ukrep nenamerne posledice. In tretjič, čas je potreben.
Na primer, ko gre za koncepte, ki zahtevajo uvedbo toplogrednih plinov za sprožitev segrevanja, so potrebne količine precej osupljive. Študija Caltech iz leta 2001, ki je pozvala k uvedbi fluorovih spojin, je pokazala, da bi sublimacija južnih polarnih ledenikov CO² zahtevala vnos približno 39 milijonov metričnih ton CFC v Marsovo atmosfero – kar je trikrat več od količine, proizvedene na Zemlji med letom 1972. in 1992.
Umetnikov koncept teraformiranega Marsa. Zasluge: Ittiz/Wikimedia Commons
Fotoliza bi prav tako začela razgrajevati CFC v trenutku, ko so bili uvedeni, kar bi zahtevalo dodajanje 170 kiloton vsako leto za nadomestitev izgub. In nazadnje, uvedba CFC bi uničila tudi vsak nastal ozon, kar bi spodkopalo prizadevanja za zaščito površine pred sevanjem.
Študija izvedljivosti NASA iz leta 1976 je tudi pokazala, da bi bilo teraformiranje Marsa možno z uporabo kopenskih organizmov, vendar je tudi priznala, da bi bili zahtevani časovni okviri precejšnji. Kot piše v študiji:
'Ni ugotovljena nobena temeljna, nepremagljiva omejitev sposobnosti Marsa, da podpira zemeljsko ekologijo. Pomanjkanje atmosfere, ki vsebuje kisik, bi preprečilo človekovo bivanje na Marsu brez pomoči. Sedanje močno ultravijolično površinsko obsevanje je dodatna velika ovira. Ustvarjanje ustrezne atmosfere, ki vsebuje kisik in ozon, na Marsu je lahko izvedljivo z uporabo fotosintetskih organizmov. Vendar pa je morda potreben čas, da se ustvari takšno vzdušjenekaj milijonov let.'
Študija dalje navaja, da bi to lahko drastično zmanjšali z ustvarjanjem ekstremofilnih organizmov, posebej prilagojenih za ostro marsovsko okolje, ustvarjanjem učinka tople grede in taljenjem polarnih ledenih pokrovov. Vendar pa bi bil čas, ki bi ga potreboval za preoblikovanje Marsa, še vedno verjetno v velikosti stoletij ali tisočletij.
Umetnikov koncept za NASA-ino misijo na Mars (Human Exploration of Mars Design Reference Architecture 5.0, februar 2009). Zasluge: NASA
In seveda, tu je problem infrastrukture. Nabiranje virov z drugih planetov ali lun v Osončju bi zahtevalo veliko floto vesoljskih prevoznikov, ki bi morali biti opremljeni z naprednimi pogonskimi sistemi, da bi potovanje opravili v razumnem času. Trenutno takšni pogonski sistemi ne obstajajo in običajne metode – od ionskih motorjev do kemičnih pogonskih goriv – niso niti dovolj hitre niti ekonomične.
Za ponazoritev, NASA Nova obzorja misija je trajala več kot 11 let, da je dosegla svoj zgodovinski srečanje Pluton v Kuiperjevem pasu z uporabo običajnih raket in metoda gravitacijske pomoči . Medtem pa je Zora misija, ki se je zanašala na ionski pogon, je trajala skoraj štiri leta Vesta v Asteroidni pas . Nobena od teh metod ni praktična za ponavljajoče se izlete v Kuiperjev pas in vleko nazaj ledenih kometov in asteroidov, človeštvo pa nima niti blizu števila ladij, ki bi jih potrebovali za to.
Po drugi strani pa bi pot na kraju samem – ki bi vključevala tovarne ali rudarske dejavnosti na površju za sproščanje CO², metana ali mineralov, ki vsebujejo CFC – zahtevalo več raket s težkim tovorom, da bi vse stroje pripeljalo do Rdeči planet. Cena tega bi bila manjša od vseh dosedanjih vesoljskih programov. In ko bi jih sestavili na površini (bodisi robotski ali človeški delavci), bi bilo treba te operacije neprekinjeno izvajati stoletja.
Obstaja tudi več vprašanj o etiki teraformiranja. V bistvu spreminjanje drugih planetov, da bi jih naredili bolj primerne za človeške potrebe, sproža naravno vprašanje, kaj bi se zgodilo z vsemi življenjskimi oblikami, ki tam že živijo. Če ga Mars res ima avtohtono življenje mikrobov (ali bolj zapletenih življenjskih oblik), za katere domnevajo mnogi znanstveniki, bi lahko sprememba ekologije vplivala ali celo izničila te življenjske oblike. Skratka, bodoči kolonisti in zemeljski inženirji bi dejansko zagrešili genocid.
NASA-ino potovanje na Mars. NASA razvija zmogljivosti, potrebne za pošiljanje ljudi na asteroid do leta 2025 in na Mars v 2030-ih. Zasluge: NASA/JPL
Glede na vse te argumente se je treba vprašati, kakšne bi bile koristi teraformiranja Marsa. Čeprav je zamisel o uporabi virov sončnega sistema dolgoročno smiselna, so kratkoročni dobički veliko manj oprijemljivi. V bistvu pridobljeni viri iz drugih svetov niso ekonomsko izvedljivi, če jih lahko pridobite tukaj doma za veliko manj. In glede na nevarnost, kdo bi želel iti?
Ampak kot podvigi MarsOne so pokazali, da obstaja veliko ljudi, ki so pripravljeni na enosmerno potovanje na Mars in delovati kot zemeljski 'prvi val' neustrašnih raziskovalcev. Poleg tega so NASA in druge vesoljske agencije zelo glasno izrazile svojo željo po raziskovanju Rdečega planeta, kar vključuje misije s posadko do leta 2030. In kot kažejo različne ankete, za temi prizadevanji stoji javna podpora , čeprav to pomeni drastično povečane proračune.
Zakaj torej to storiti? Zakaj teraformirati Mars za človeško uporabo? Ker je tam? Seveda. Še pomembneje pa je, ker bomo morda morali. In nagon in želja po kolonizaciji je tudi tam. In kljub težavam, ki so neločljive za vsako, ni pomanjkanja predlaganih metod, ki so bile pretehtane in opredeljene kot izvedljive. Na koncu je vse, kar je potrebno, veliko časa, veliko predanosti, veliko sredstev in veliko skrbimo, da ne bomo nepreklicno škodovali življenjskim oblikam, ki so že tam.
Seveda, če bi se naše najslabše napovedi uresničile, bomo na koncu morda ugotovili, da nam preostane le malo izbire, kot da se nastanimo nekje drugje v Osončju. Ko bo to stoletje napredovalo, bo to zelo verjetno Mars ali propad!
Na Universe Today smo napisali veliko zanimivih člankov o teraformiranju. tukaj Dokončni vodnik po teraformiranju , Ali bi lahko teraformirali Luno? , Ali bi morali teraformirati Mars? , Kako teraformiramo Venero? , in Študentska ekipa želi terraformirati Mars s pomočjo cianobakterij .
Imamo tudi članke, ki raziskujejo radikalnejšo stran terraformiranja, npr Ali bi lahko teraformirali Jupiter? , Ali lahko Terraformiramo Sonce? , in Ali bi lahko teraformirali črno luknjo?
Astronomy Cast ima tudi dobre epizode na to temo, npr Epizoda 96: Ljudje v mar, 3. del – Terraformiranje Marsa
Za več informacij obiščite Terraformiranje Marsa in NASA Quest! in NASA-ino potovanje na Mars .
In če vam je video všeč, si oglejte našo Patreonova stran in ugotovite, kako lahko prejmete te videoposnetke, hkrati pa nam pomagate, da vam ponudimo več odlične vsebine!
Podcast (avdio): Prenesi (Trajanje: 2:33 — 2,3 MB)
naroči se: Apple Podcasti | RSS
Podcast (video): Prenesi (40,5 MB)
naroči se: Apple Podcasti | RSS
