Терраформированный марс


Освоение Марса последнее время является одной из основных тем, обративших на себя пристальное внимание мирового научного сообщества. «Популярная механика» попыталась разобраться в том, насколько реально терраформирование Красной планеты с учетом возможностей современных технологий и предлагает вам подробный обзор потенциальных способов колонизации его и других планет Солнечной системы человеком.

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 нашил 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?

— Salik.biz

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.


Терраформированный марс

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.

Рекламное видео:

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

Терраформированный марс

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.


Модель спутника MAVEN, сканирующего марсианскую атмосферу с 2014 года

Терраформированный марс

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.

Василий Макаров

Источник: salik.biz

Что нужно сделать чтобы терраформировать Марс?


Нужно решить четыре основных проблемы (по убыванию степени важности):

а) создание атмосфера сначала хотя бы пригодной для нахождения на поверхности Марса без скафандра, а затем и пригодной для дыхания

б) создание достаточной гидросферы

в) защита планеты от солнечной радиации

г) повышение среднегодичной температуры до приемлемых для человека значений.

Рассмотрим эти четыре задачи.

Атмосфера

На первых порах не нужна пригодная для дыхания атмосфера на Марсе. Достаточной будет просто атмосфера позволяющая существование воды в жидком состоянии и делающая возможным нахождение человека на Марсе без скафандра.

Дышать без кислородной маски будет нельзя, однако отсутствие необходимости облачаться в скафандр, всякий раз когда необходимо выполнять работы снаружи сильно облегчит жизнь колонистам и уже сделает планету в принципе пригодной для массовой колонизации.

Источник: youtube.com

На Марсе довольно много сухого льда (углекислый газ в твердой форме). Есть разные варианты как высвободить этот газ. Наиболее рациональные варианты: постройка системы линз и зеркал на орбите, чтобы сфокусировать солнечный свет на полярных шапках, а также посыпание их материалом с малой отражающей способностью. Это увеличит поглощение солнечной энергии и вызовет таяние сухого льда. Что приведет к повышению плотности атмосферы Марса до 0.1-0.2 земной, что даст возможность поселенцам обходиться без скафандров. Надо понимать, что плотность атмосферы в 0.1-0.2 земной — необходимый минимум при котором у поселенцев без скафандра не закипит кровь. Для комфортного нахождения на планете требуется наполнение атмосферы до хотя бы 0.4-0.5 плотности земной атмосферы.

Источник: fainaidea.com

Чтобы сделать атмосферу Марса пригодной для дыхания потребуются гораздо большие изменения. Эта задача на сегодняшний момент является практически нереализуемой. Наша атмосфера состоит в основном из азота и кислорода. Роль азота в марсианской атмосфере может сыграть как азот, так и какой-то из инертных газов либо их смесь. Атмосферные компоненты придется доставлять с других планет солнечной системы. Считается, что много азота в жидкой форме есть на Плутоне. Азот содержится в атмосферах газовых гигантов, в виде аммиака на Титане.


Возможна транспортировка существенной части этой атмосферы на Марс с целью уплотнить марсианскую атмосферу и в перспективе высвободить кислород путем фотосинтеза.

Создание гидросферы

После того, как атмосфера Марса станет достаточно плотной для существования на нем жидкой воды можно начать формирование гидросферы на Марсе. Наиболее рациональным способом являются следующие способы:

а) топление водного льда в полярных шапках Марса

б) сброс на поверхность Марса ледяных астероидов и комет.

Источник: futurism.com

Кроме того последний способ может немного или даже существенно подогреть Марс, но при этом требует тщательных расчетов и анализа возможных последствий.


Защита от солнечной радиации.

Радиация на Марсе может стать проблемой уже для второго поколения колонистов. Уровень радиации на Марсе недостаточен чтобы убить человека, однако может вызвать значительные репродуктивные проблемы.

Кроме того солнечная радиация — главная причина потери Марсом атмосферы. Для защиты от солнечной радиации необходимо воссоздать магнитное поле Марса. Сделать это можно несколькими разными способами. Наиболее рациональными на мой взгляд явлюятся следующие два:

а) прокладка соленоида из сверхпроводника по экватору Марса и подключение его к мощному источнику тока

б) размещение мощного электромагнита в точке Лагранжа L1 (между Марсом и Солнцем).

Источник: nasa.gov

Кроме того на ранних этапах колонизации возможна локальная защита поселений от радиации путем создания искусственного магнитного поля вокруг марсианских баз.

Повышение температуры

Вероятнее всего температура на поверхности Марса значительно повысится в ходе выполнения работ описанных в предыдущих пунктах. Так наполнение атмосферы углекислым газом должно разогреть Марс, так как углекислый газ является мощным парниковым газом.


Бомбардировка поверхности Марса астероидами и кометами с одной стороны может разогреть поверхность Марса, с другой — вызвать эффект астероидной зимы — в атмосферу поднимется большое количество марсианской пыли и закроет поверхность планеты от солнечных лучей. Такие действия требуют большого и тщательного предварительного анализа.

Терраформированный Марс в представлении художника. Источник: wikipedia.org

Источник: zen.yandex.ru

Описание термина

Терраформацию Марса следует понимать как процесс последовательного изменения климата, поверхности и других характеристик. Цель вмешательства — сделать небесное тело максимально пригодным для обитания человека и облегчить процесс колонизации. С этой целью учеными предложено несколько способов изменений. Некоторые методы являются технологически достижимыми, но требуют ресурсных и финансовых трат.

Красная планета — первый в списке кандидат на колонизацию по следующим причинам:

  • небольшая площадь поверхности (28,3% от земной) и близкое соседство с Землей;
  • достаточное количество получаемой энергии от Солнца (43% от земного объема);
  • гравитационное притяжение (треть земного);
  • смена времен года;
  • наклон оси вращения — 24º (у Земли — 23,5º);
  • время оборота вокруг оси — 24 часа 37 минут (земное — 23 часа 56 минут).

По каким критериям определяют пригодность планеты

Для превращения чуждых миров в оазисы требуются следующие условия:

  1. Поверхность. Если на планете не угасла тектоническая активность, постоянно возникают землетрясения, идут извержения вулканов, она мало пригодна для изменений.
  2. Наличие воды (в твердом, жидком видах). Без нее невозможна жизнь людей и растений. Доставка с Земли или искусственное производство больших объемов затруднительны.
  3. Достаточное количество солнечного света и тепла. Для этого атмосфера должна быть прозрачной, а поверхность небесного тела — хорошо прогреваться.
  4. Радиация. Космическое излучение при отсутствии атмосферы и агрессивном магнитном поле опасно для земных организмов.
  5. Метеориты. Наука не нашла решения, как противостоять столкновениям с космическими странниками.
  6. Чуждые природные условия (гравитация, перепады температур и др.), которые затрудняют освоение планеты, влияют на здоровье землян.

Возможность терраформирования Марса

Согласно информации, полученной от лабораторий и станций «Оппортьюнити», Phoenix, Curiosity, поверхность современного Марса напоминает безжизненную пустыню. Более глубокие исследования позволили обнаружить следы рек, наличие водного льда. Это позволило предположить, что в древности планета была более пригодна для жизни.

У Марса крайне тонкая атмосфера и неустойчивое магнитное поле, однако даже с учетом этого ученые полны оптимизма относительно его колонизации. Холодная и сухая планета — надежда человечества на выживание в случае глобального катаклизма или земной катастрофы.

Здесь есть то, что нужно для жизни людей:

  • замороженная вода в виде полярных шапок;
  • азот;
  • углерод и кислородный компонент в формате двуокиси углерода.

Сходство атмосфер ранней Земли и современного Марса позволило ученым предположить, что на Красной планете можно повторить процессы, которые привели к изменению земной атмосферы. Сложности связаны с ограниченностью человеческих ресурсов, отсутствием практического опыта и наличием проблемных факторов.

Известные проблемы

Главные трудности, с которыми человечество может столкнуться при попытке колонизации Красной планеты:

  • Солнечная радиация. Из-за слабого магнитного поля и интенсивного воздействия солнечного ветра все живое на поверхности планеты будет подвергнуто облучению. Уровень радиации недостаточен, чтобы убить организмы, однако уже во втором поколении у потомков возникнут репродуктивные проблемы. Защита от облучения — создание искусственной магнитосферы.
  • Климат. Суточные колебания температуры на Красной планете находятся в диапазоне 60º и более. Днем поверхность на экваторе прогревается до 20ºС, а в ночное время остывает до -40 ºС и более. Подобные перепады губительны для растений.
  • Отсутствие воды в жидком виде. Для того чтобы текли реки, необходимо наличие более густой и плотной атмосферы.
  • Разреженная атмосфера. Первоначально человечеству будет нужен не пригодный для дыхания воздух, а густая оболочка, которая позволит согреться и обеспечит наличие воды в жидком состоянии. Дышать без кислорода будет нельзя, но и отпадет необходимость в облачении в тяжелые скафандры.

Перспективы на ближайшее будущее

Первые города будут построены в пещерах. На поверхности небесного тела люди возведут жилые зоны, оборудуют фермы, защищенные специальными надувными конструкциями. Выращивание рассады на открытых пространствах обеспечит достаточное получение витаминов. Фотосинтез приведет к высвобождению дополнительного кислорода. Новая планета будет самостоятельно развиваться и станет первым проектом землян на пути к покорению космоса.

Как выглядит процесс терраформирования

Ученые лаборатории НАСА разрабатывают двигатель на солнечном парусе, который поможет установить на орбите планеты светоотражающие зеркала.

Это приведет к изменению марсианских условий:

  1. Применение конструкций обеспечит точечный нагрев поверхности Марса, что позволит растопить полярные шапки и высвободить углекислый газ.
  2. Постепенное высвобождение парниковых газов обеспечит сгущение атмосферы.

Альтернативой подобной методике является строительство на Марсе фабрик, которые будут работать на солнечных батареях и производить парниковые газы. В будущем машины могут имитировать процесс фотосинтеза, поглощая атмосферную углекислоту и отдавая кислород. При насыщении и приближении состава воздуха к земному астронавты и их потомки могут снять баллоны с жизненно необходимым газом.

Вопрос терраформирования Марса намного глубже его прогрева и создания на первых порах густой атмосферы. Есть риск вытеснить существующие формы жизни и добиться неконтролируемого парникового эффекта, что сделает из красного соседа вторую Венеру. Будущие колонисты и их потомки будут сильно отличаться от людей. В связи с особенностями атмосферы, иной силы тяготения и других условий, у них изменятся цвет кожи, органы дыхания и чувств. Люди новой эры будут мыслить и вести себя по-другому.

 

Источник: o-kosmose.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.