Као део континуиране серије „Дефинитивни водич за обликовање терена“, Спаце Магазине радо представља наш водич за обликовање Марса. Тренутно постоји неколико планова за постављање астронаута и икада досељеника на Црвену планету. Али ако заиста желимо да живимо тамо једног дана, мораћемо да урадимо комплетну планетарну обнову. Шта ће потрајати?
Упркос веома хладној и сувој клими - да и не спомињемо мало атмосфере о којој говоримо - Земља и Марс имају много тога заједничког. Они укључују сличности у величини, нагибу, структури, саставу, па чак и присуству воде на њиховим површинама. Због тога се Марс сматра главним кандидатом за насељавање људи; перспектива која укључује преображавање окружења погодним за људске потребе (ака. тераформисање).
Уз то, постоје и многе кључне разлике због којих ће живот на Марсу бити све већа заокупљеност многих људи (гледајући вас, Елон Муск и Бас Лансдорп!) Значајан изазов. Да смо живели на планети, морали бисмо у великој мери зависити од наше технологије. А ако смо желели да изменимо планету еколошким инжењерингом, било би потребно много времена, труда и мегатона ресурса!
Изазови живота на Марсу су прилично бројни. За почетак је изузетно танка и не прозрачна атмосфера. Док је атмосфера Земље састављена од 78% азота, 21% кисеоника и других гасова у траговима, Марсова атмосфера се састоји од 96% угљен-диоксида, 1,93% аргона и 1,89% азота, заједно са кисеоником и водом у траговима.
Марсов атмосферски притисак такође се креће од 0,4 - 0,87 кПа, што је еквивалент око 1% Земљине површине на нивоу мора. Танка атмосфера и већа удаљеност од Сунца такође доприносе Марсовом хладном окружењу где су површинске температуре просечне 210 К (-63 ° Ц / -81,4 ° Ф). Овоме додајте чињеницу да Марсу недостаје магнетосфера и можете видети зашто је површина изложена знатно већем зрачењу од Земљине.
На површини Марсовца просечна доза зрачења је око 0,67 милисиеверта (мСв) дневно, што је отприлике петина онога што су људи изложени овде на Земљи током годину дана. Дакле, ако би људи желели да живе на Марсу без потребе за заштитним зрачењем, куполама под притиском, боцним кисеоником и заштитним оделом, требало би да се изврше неке озбиљне промене. У основи, морали бисмо да загрејемо планету, згушимо атмосферу и изменимо састав наведене атмосфере.
Примери из фикције:
Артхур Ц. Цларке је 1951. написао први роман у којем је обликовање Марса представљено у фикцији. Насловљен Марс са песцима, прича укључује да су марсовски досељеници загревали планету претварањем Марсовог месеца Пхобос у друго сунце и узгој биљака које разбијају марсовске песке како би се ослободио кисеоник.
1984. Јамес Ловелоцк и Мицхаел Аллаби написали су оно што многи сматрају једном од најутицајнијих књига о обликовању терена. Насловљен Озелењавање Марса, роман истражује формирање и еволуцију планета, порекло живота и земаљску биосферу. Модели тераформирања представљени у књизи заправо су најавили будуће расправе о циљевима обликовања.
Године 1992. објављен је аутор Фредерик Похл Мининг Тхе Оорт, научнофантастична прича у којој се Марс обликује помоћу комета преусмерених из Оортовог облака. Кроз деведесете године Ким Станлеи Робинсон издала је своју познату Марс Трилогија – Црвени Марс, Зелени Марс, Плави Марс - који се фокусира на трансформацију Марса током многих генерација у напредну људску цивилизацију.
2011. године, Иу Сасуга и Кеницхи Тацхибана продуцирали су манга серију Терра Формарс, серија која се дешава у 21. веку где научници покушавају да полако загреју Марс. А 2012. године Ким Станлеи Робинсон је пуштена 2312, прича која се одвија у Сунчевом систему где је више планета обликовано - укључујући Марс (који има океане).
Предложени методи:
У последњих неколико деценија, изнето је неколико предлога како се Марс може изменити како би одговарао људским колонистима. Дандридге М. Цоле је 1964. објавио „Острва у свемиру: Изазов планетоида, пионирски рад“, у којима се залагао за активирање ефекта стаклене баште на Марсу. То се састојало од увоза амонијака из спољашњег Сунчевог система и потом утицаја на површину.
Пошто је амонијак (НХ³) моћан стакленички гас, његово уношење у марсовску атмосферу имало би за последицу задебљање атмосфере и повећање глобалних температура. Пошто је амонијак углавном азот по тежини, он такође може да обезбеди потребан пуферски гас који би у комбинацији са гасом кисеоником створио атмосферу која прозрачује људе.
Друга метода има везе са редукцијом албеда, где би површина Марса била премазана тамним материјалима како би повећала количину сунчеве светлости коју апсорбује. То би могло бити било шта, од прашине од Пхобоса и Деимоса (два најцрња тијела Сунчевог система) до екстремофилних лишајева и биљака тамне боје. Један од највећих заговорника тога био је познати аутор и научник, Царл Саган.
1973. Саган је објавио чланак у часопису Ицарус под називом „Планетарно инжењерство на Марсу“, где је предложио два сценарија за потамњење површине Марса. Они укључују транспорт ниског албедо материјала и / или садњу тамних биљака на поларним леденим капама како би се осигурало да апсорбују више топлоте, растопе се и претворе планету у више „земаљске услове“.
1976. НАСА је званично бавила проблемом планетарног инжењеринга у студији под насловом „Становништво Марса: приступ планетарној екосинтези“. Студија је закључила да би се фотосинтетски организми, топљење поларних ледених капа и увођење стакленичких гасова могли користити за стварање топлије атмосфере богате кисеоником и озоном.
1982. године планетолог Цхристопхер МцКаи написао је "Терраформинг Марс", документ за Часопис Британског интерпланетарног друштва. У њему је МцКаи разговарао о изгледима саморегулирајуће марсовске биосфере, која је укључивала и потребне методе за то и његову етику. Ово је био први пут да се реч „обликовање“ користила у наслову објављеног чланка, и да ће од сада постати преферирани термин.
Потом су 1984. пратили књигу Јамеса Ловелоцка и књиге Мицхаела Аллабија, Озелењавање Марса. У њему су Ловелоцк и Аллаби описали како се Марс може загрејати увозом хлорофлуоро-угљених угљеника (ЦФЦ) да би се изазвало глобално загревање.
Године 1993, оснивач Марсовог друштва др Роберт М. Зубрин и Цхристопхер П. МцКаи из НАСА-овог истраживачког центра су написали „Технолошке захтеве за обликовање Марса“. У њему су предложили употребу орбиталних огледала за директно загревање марсовске површине. Постављена у близини стубова, ова огледала би могла сублимирати ЦО2 ледена плоча и доприносе глобалном загревању.
У истом су раду аргументирали могућност употребе астероида прикупљених из Сунчевог система који би били преусмјерени како би утјецали на површину, покупили прашину и загријавали атмосферу. У оба сценарија они се залажу за употребу нуклеарно-електричних или нуклеарно-топлотних ракета за извлачење свих потребних материјала / астероида у орбиту.
Употреба флуор-једињења - „супер-стакленичких гасова“ који производе ефекат стаклене баште хиљадама пута јачим од ЦО² - такође се препоручује као дугорочни стабилизатор климе. Године 2001., тим научника из Одељења за геолошке и планетарне науке из Цалтецх-а дао је ове препоруке у „Чувању Марса топлим са новим супер стакленичким гасовима“.
Тамо где је ово истраживање показало да би почетни оптерећења флуора требало да долазе са Земље (и да се редовно пуне), тврдила је да би се минерали који садрже флуор могли ископавати и на Марсу. Ово се заснива на претпоставци да су такви минерали једнако уобичајени на Марсу (који је земаљска планета) што би омогућило самоодржив процес након успостављања колонија.
Предлаже се и увоз метана и других угљоводоника из спољашњег Сунчевог система - којих има на Сатурновом месецу Титан - такође. Постоји такође и могућност ин-ситу искориштавања ресурса, захваљујући открићу ровера Цуриосити о „десетоструком шиљку“ метана који је указао на подземни извор. Ако би се ови извори могли минирати, метан можда неће ни требати увести.
Новији предлози укључују стварање запечаћених биодома који би користили колоније кијанобактерија и алги које производе кисеоник на марсовском тлу. 2014. године НАСА-ин институт за напредне концепте (НАИЦ) и Тецхсхот Инц. започели су рад на овом концепту, који је назван „Марс Ецопоиесис Тест Бед“. У будућности, пројекат намерава да пошаље мале канистере екстремофилних фотосинтетских алги и цијанобактерија на бродској мисији ради тестирања процеса у марсовском окружењу.
Ако се ово покаже успешним, НАСА и Тецхсхот намеравају да створе неколико великих биодома како би произвели и прикупљали кисеоник за будуће људске мисије на Марс - што би смањило трошкове и продужило мисије смањујући количину кисеоника коју треба превести. Иако ови планови не представљају еколошки или планетарни инжењеринг, Еугене Боланд (главни научник компаније Тецхсхот Инц.) је изјавио да је то корак у том правцу:
„Екопоеза је концепт покретања живота на новом месту; тачније, стварање екосистема који може да подржи живот. То је концепт покретања „обликовања“ употребом физичких, хемијских и биолошких средстава, укључујући увођење пионирских организама који граде екосистеме ... Ово ће бити први велики скок из лабораторијских студија у спровођењу експерименталног (за разлику од аналитичког) планетарног ин ситу истраживања од највећег интереса за планетарну биологију, екопоезу и обликовање терена. "
Потенцијалне користи:
Поред могућности за авантуру и идеје да човечанство поново крене у доба смелих свемирских истраживања, постоји неколико разлога због којих се предлаже обликовање Марса. За почетак, постоји забринутост да је утицај човечанства на планету Земљу неодржив и да ћемо морати да проширимо и створимо „резервну локацију“ ако намеравамо да опстанемо у дугорочном периоду.
Ова школа, мада, наводи ствари попут растућег становништва на Земљи - за који се очекује да ће достићи 9,6 милијарди до средине века - као и чињеницу да се до 2050. године очекује да око две трећине светског становништва живи у већим градовима. Поврх свега, постоји могућност озбиљних климатских промена које би - према низу сценарија које је израчунала НАСА - могле да доведу до тога да живот постане неиздржив на одређеним деловима планете до 2100. године.
Остали разлози наглашавају како се Марс налази у зони Златокоса нашег Сунца (ака. „Насељена зона“), и некада је био насељена планета. У последњих неколико деценија, површинске мисије попут НАСА-ове научне лабораторије Марс (МСЛ) и њених Радозналост Ровер је открио мноштво доказа који указују на проточну воду која је постојала на Марсу у дубокој прошлости (као и на постојање органских молекула).
Поред тога, НАСА-е Марс атмосфера и нестабилна мисија еволуције (МАВЕН) (и други орбити) пружили су опсежне информације о Марсовој прошлој атмосфери. Оно што су закључили је да је пре отприлике 4 милијарде година, Марс имао обилну површинску воду и дебљу атмосферу. Међутим, због губитка Марсове магнетосфере - који је можда био узрокован великим ударом или брзим хлађењем унутрашњости планете - атмосфера се полако уклањала.
Ерго, да је Марс некада био усељив и "налик земљи", могуће је да би то могао бити поново једног дана. И ако заиста човечанство тражи нови свет на коме треба да се настани, има смисла само да буде на оном који има што више заједничког са Земљом. Поред тога, такође се тврди да би наше искуство на промени климе сопствене планете могло добро да се користи на Марсу.
Вековима, наше ослањање на индустријске машине, угаљ и фосилна горива имало је мерљив утицај на животну средину Земље. И будући да је ово била ненамерна последица модернизације и развоја овде, на Земљи; на Марсу би сагоревање фосилних горива и редовно испуштање загађења у ваздух имало позитиван ефекат.
Остали разлози укључују проширење наше базе ресурса и стварање друштва „пост-оскудице“. Колонија на Марсу могла би омогућити рударске операције на Црвеној планети, где су и минерали и водени лед обилни и могу се убрати. База на Марсу могла би такође да делује као капија Астероидног појаса, што би нам омогућило приступ довољно минерала да нас издрже у недоглед.
Изазови:
Без сумње, перспектива обликовања Марса долази са својим делом проблема, а сви они су посебно застрашујући. За почетак, постоји огромна количина ресурса која би јој била потребна да се Марсово окружење претвори у нешто одрживо за људе. Друго, постоји забринутост да би било која предузета мера могла да има ненамерне последице. И треће, има времена које би вам требало.
На пример, када је реч о концептима који захтевају да се увођење стакленичких гасова покреће загревање, потребне количине су прилично запањујуће. Студија из Цалтецх-а из 2001. године, која је захтевала уношење флуор-једињења, показала је да ће сублимација јужно поларних ЦО 2 глечера захтевати уношење око 39 милиона метричких тона ЦФЦ-а у атмосферу Марса - што је три пута више од количине произведене на Земљи између 1972. и 1992.
Фотолиза би такође почела да разграђује ЦФЦ-ове чим би их увели, што би захтевало додатних 170 килотона сваке године да би се надокнадили губици. И коначно, увођење ЦФЦ-а такође би уништило Марсовца било који произведен озон, што би умањило напоре да се заштити од површине од зрачења.
Такође, НАСА-ина студија изводљивости из 1976. године показала је да, иако ће обликовање Марса бити могуће употребом земаљских организама, такође је признало да ће временски оквири за које су захтевани бити знатни. Како пише у студији:
„Није утврђено никакво фундаментално, неодољиво ограничење способности Марса да подржи земаљску екологију. Недостатак атмосфере која садржи кисеоник спречио би човеково несметано становање на Марсу. Тренутно снажно ултраљубичасто површинско зрачење је додатна велика баријера. Стварање адекватне атмосфере која садржи кисеоник и озон на Марсу може бити изведиво коришћењем фотосинтетских организама. Могло би ипак бити потребно време да се створи таква атмосфера неколико милиона година.”
Студија наставља да се то може драстично умањити стварањем екстремофилних организама посебно прилагођених за оштро марсовско окружење, стварања ефекта стаклене баште и топљења поларних ледених капа. Међутим, количина времена која би јој била потребна да се Марс трансформише још увек ће вероватно бити редослед векова или миленијума.
И наравно, постоји проблем инфраструктуре. За прикупљање ресурса са других планета или луна у Сунчевом систему потребан би био велики брод теретних возила и они би требали бити опремљени напредним погонским системима како би путовање омогућили за разумно време. Тренутно не постоје такви погонски системи, а конвенционалне методе - у распону од јонских мотора до хемијских горива - нису ни довољно брзе ни економичне.
Да илуструјем, НАСА-е Нови хоризонти мисији је било потребно више од 11 година да успостави историјски сусрет са Плутоном у појасу Куипер, користећи конвенционалне ракете и методу „гравитационе помоћи“. У међувремену Давн мисији, која се ослањала на јонско покретање, било је потребно скоро четири године да стигне до Весте у Астероидном појасу. Ниједна метода није практична за понављања путовања Куиперовим појасом и извлачење ледених комета и астероида, а човечанство нема толико бродова који би то требали да учинимо.
С друге стране, за кретање на терену - које би подразумевале фабрике или рударске операције на површини ради испуштања ЦО 2, метана или минерала који садрже ЦФЦ у ваздух - било би потребно неколико ракета великог оптерећења да би се сва машина пребацила у Црвена планета. Трошкови овога би уништили све досадашње свемирске програме. А кад би се једном саставили на површини (било роботским или људским радницима), ове операције би се морале непрекидно изводити вековима.
Такође постоји неколико питања о етици обликовања терена. У основи, промена других планета како би их учинили погоднијим људским потребама, поставља природно питање шта би се десило са било којим животним облицима који већ живе тамо. Ако у ствари Марс има аутохтони микробни живот (или сложеније животне форме), за који многи научници сумњају, да би промена екологије могла утицати или чак избрисати ове облике живота. Укратко, будући колонисти и земаљски инжењери ће ефективно вршити геноцид.
С обзиром на све ове аргументе, треба се запитати какве ће користи од обликовања Марса имати. Иако идеја о кориштењу ресурса Сунчевог система дугорочно има смисла, краткорочни добици су далеко мање опипљиви. У основи, прикупљени ресурси из других света нису економски одрживи када их овде можете издвојити за много мање. А с обзиром на опасност, ко би желео да оде?
Али као што су показали подухвати попут МарсОне-а, постоји доста људи који су спремни једносмјерно путовати на Марс и глумити Земљин „први талас“ неустрашивих истраживача. Поред тога, НАСА и друге свемирске агенције веома су гласне о својој жељи да истражују Црвену планету, која укључује и мисије напуњене до 2030-их. Као што показују различите анкете, јавна подршка стоји иза ових циљева, чак и ако то значи драстично повећане буџете.
Па зашто онда? Зашто је Марс обликован за људску употребу? Јер је тамо? Наравно. Али што је још важније, јер ћемо можда морати. А нагон и жеља да се колонизује такође постоје. И упркос потешкоћама које су својствене свакој од њих, не постоји недостатак предложених метода које су одмерјене и утврђене изводљивим. На крају, све што је потребно је много времена, пуно посвећености, много ресурса и пуно пазите да нам не неповратно наштете животни облици који већ постоје.
Али наравно, ако се испуне наша најгора предвиђања, на крају ћемо можда наћи да имамо мало избора, осим да направимо дом негде другде у Сунчевом систему. Како ово век напредује, можда ће то бити Марс или попрсје!
Написали смо много занимљивих чланака о обликовању терена овде у часопису Спаце Магазине. Ево дефинитивног водича за обликовање терена, да ли бисмо могли да обликујемо месец? Да ли бисмо требали да обликујемо Марс ?, како ћемо да обликујемо Венеру ?, а студентски тим жели да обликује Марс помоћу цијанобактерија.
Такође имамо чланке који истражују радикалнију страну обликовања, попут Могли бисмо да обликујемо Јупитер ?, Да ли бисмо могли да обликујемо сунце ?, И можемо ли да обликујемо црну рупу?
Астрономи Цаст такође има добре епизоде на ту тему, попут епизоде 96: Људи до марта, трећи део - Терраформинг Марс
За више информација погледајте Терраформинг Марс на НАСА Куест-у! и НАСА-ино путовање на Марс.
А ако вам се видео свиди, дођите на нашу страницу Патреон и сазнајте како можете раније да набавите ове видео записе, а притом ћете нам помоћи да вам донесемо још сјајног садржаја!
Подцаст (звук): Преузимање (Трајање: 2:33 - 2.3МБ)
Претплатите се: Аппле Подцастс | Андроид | РСС
Подцаст (видео): Преузимање (40.5МБ)
Претплатите се: Аппле Подцастс | Андроид | РСС
