Milloin Ihmiset Voivat Elää Marsilla?

Milloin Ihmiset Voivat Elää Marsilla?
Milloin Ihmiset Voivat Elää Marsilla?

Video: Milloin Ihmiset Voivat Elää Marsilla?

Video: Milloin Ihmiset Voivat Elää Marsilla?
Video: Me kuullaan susta vielä! | JAKSO 3 (OSA 2/2) 2024, Maaliskuu
Anonim

Elämä Marsilla: kuinka viimeisimmät löydöt tuovat meidät lähemmäksi siirtymistä Punaiselle planeetalle ja kuinka kauan se kestää.

Makea elämä Marsilla
Makea elämä Marsilla

Eksentrinen miljardööri ja keksijä Elon Musk julkaisi 16. elokuuta 2019 Nuke Mars! ("Iskemme Marsia ydinpommilla!"). Mars - ja mitä ihminen voi tehdä sillä - huolestuttaa ihmiskuntaa ainakin Ray Bradburyn Marsin aikakirjoista lähtien. Mutta puoli vuosisataa sitten esiintyneiden fantasioiden ja nykypäivän välillä on valtava ero: uusimmat tieteelliset löydöt ovat siirtäneet keskusteluja Marsin elämästä fantasiapiireistä tutkijoiden ja jopa liikemiesten toimistoihin.

Neljäs aurinkokunnan planeetta on puolet maapallon koosta säteellä, mutta pinta-alaltaan se on yhtä suuri kuin kaikki maan mantereet yhteensä (onneksi ei ole valtameriä), ja vuonna 2008 NASA: n tutkimustutkija löysi siellä vettä (jään muodossa). Ei ole yllättävää, että on houkutus asuttaa planeetta, ja kirjaimellisesti heinäkuussa 2019 rakettimoottorit lennolle ensimmäistä kertaa pystyivät nousemaan ilmaan Starhopper, prototyyppi, joka muutaman vuoden kuluttua muuttuu Starshipiksi - raketti ja avaruusalus, joka on luotu erityisesti Mars-lentoja varten. Starshipin täyden uudelleenkäytettävyyden (yli sata käyttökertaa) ansiosta Marsille suuntautuvien lentojen kustannusten pitäisi laskea.

Samanaikaisesti Marsin vuotuinen keskilämpötila on -63 astetta, suunnilleen sama kuin Vostokin Etelämantereen asemalla. Siellä on niin kylmä, koska sen ilmakehä on 150 kertaa ohuempi kuin maapallon. Tällaisella ohuella kaasukuorella kasvihuoneilmiö on hyvin heikko, minkä vuoksi se on kylmä. Ongelma voidaan ratkaista tuomalla Marsin ilmasto-olosuhteet lähemmäksi maapallon ilmastoa - tätä prosessia kutsutaan maastonmuodostukseksi. Marsin tapauksessa tätä varten on välttämätöntä jotenkin jyrkästi lämmittää planeetan pinta, joka jopa parhaimpina vuosina sijaitsee 56 miljoonaa kilometriä täältä.

Tutkijat taistelevat tätä ongelmaa melko kovasti, ja äskettäin kesällä 2019 esiteltiin epätavallinen tapa tehdä Punainen planeetta asutettavaksi - ainakin osittain. Kävi ilmi, että vain muutaman senttimetrin paksuinen eksoottisesta geelimateriaalista valmistettu läpinäkyvä kupoli lämmittää Marsin maaperän jäljitelmää niin paljon huonossa paikallisessa valaistuksessa, että se pystyy tukemaan kasvien elämää ilman lisälämmitystä. Ja tämä on todellinen tunne. Kerromme, mitä voidaan tehdä yleensä niin, että tietyn vuoden kuluttua ihmiset kävelevät Marsin peltojen läpi ja ihailevat kahta kuuta kerralla.

Airgel-kupolit: tason 80 kasvihuoneet, jotka tutkijat löysivät kuukausi sitten

Mennään suoraan uusimpaan löytöön. Heinäkuussa 2019 tutkijaryhmä suoritti yksinkertaisia laboratoriokokeita, joissa he sijoittivat Marsin maaperän analogin kammioon, jossa on harvinainen ilmapiiri ja Marsin lämpötila. Sitten he loistivat kupoliin lampuilla, jotka antoivat 150 wattia energiaa neliömetriä kohden - täsmälleen niin paljon kuin aurinko antaa keskimäärin Marsin pinnalle.

Se osoittautui yllättäväksi: ilman pienintäkään ulkoista lämmitystä Marsin maaperän pinta, joka on peitetty ylhäältä geelikupolilla, lämpenee hieman yli nollan asteen. Vain kahden senttimetrin paksuinen kupoli läpäisee näkyvän valon hyvin lämmittäen maata, mutta erittäin huonosti ultravioletti-, infrapunasäteilyä ja lämpöä. Sen tuotantoon (tavallista hiekkaa) on enemmän kuin tarpeeksi raaka-aineita Marsissa sekä maapallolla.

Maan lämmittäminen 65 astetta yksinkertaisella läpinäkyvällä kupolilla näyttää ihmeeltä, koska maanpinnasta ei ole erityistä lämpöeristystä ja osa lämmöstä menee edelleen sivuille. Toisin sanoen se on kuin pakastetun maan peittäminen taitavasti järjestetyllä öljyliinalla - ja sitten kaikki tapahtuu itsestään. Mutta tässä ei ole mitään erityistä ihmeitä. Aerogeelit löydettiin vuonna 1931, ja itse asiassa se on tavallinen alkoholigeeli, josta kaikki alkoholi haihdutetaan kuumentamalla, jolloin jäljelle jää ilmaa sisältävien kanavien verkko. Sen saman paksuuden lämpöeristysominaisuudet ovat jopa 7,5 kertaa korkeammat kuin vaahtomuovilla tai mineraalivillalla, kun taas se on käytännössä läpinäkyvä. Siitä ja maan päällä valmistettu tavanomainen asunto, joka on täysin läpinäkyvä, ei vaadi lämmitystä, paitsi pitkän polaarisen yön aikana.

Mielenkiintoista on, että itse asiassa tämä materiaali on jo testattu Marsilla: Amerikkalaiset kuljettajat käyttävät aerogeeliä, jotta heidän sisäiset instrumenttinsa eivät jäähtyisi Marsin yön aikana, jolloin lämpötila voi laskea -90 asteeseen.

Tutkijat, jotka ovat ehdottaneet tällaisia kupolia tapa siirtyä Marsille, huomaavat, että aerogeelikupoleja on helppo kuljettaa pitkiä matkoja. Lisäksi maanpäällisissä laboratorioissa tehdyt kokeet ovat jo osoittaneet, että jopa tomaatit kasvavat kokonaan Marsin maaperän analogilla, jos lämpötila olisi normaali. Myöskään heille ei tarvitse kuluttaa paljon vettä: sillä ei ole minne haihtua kupolin alta, eli kasvit kuluttavat pienenkin määrän siitä jatkuvasti "ympyrässä". Muuten, näiden ehdotusten vahvistamiseksi kirjoittajat aikovat siirtää kokeilut Etelämantereelle - McMurdon kuiviin laaksoihin, jotka ovat ilmastolle ja vedettömyydelle äärimmäisen lähellä Marsia.

Musk on oikeassa: Mars voidaan todellakin pommittaa - ja mahdollisesti hyödyllisesti (mutta ei tosiasia)

Radikaalin tavan ratkaista ongelma, kuten usein tapahtuu, ehdotti Elon Musk: pommittaa Marsin napoja lämpöydintäpommilla. Räjähdysten tulisi höyrystää hiilidioksidia, joka muodostaa suurimman osan jäästä tämän planeetan napakorkkeissa. CO2 luo kasvihuoneilmiön, toisin sanoen ydinpommitukset neljännellä planeetalla lämpenee vakavasti ja pitkään.

Totta, vuonna 2018 NASAn tukema tutkimus esitti aivan toisenlaisen näkökulman: pylväiden pommitaminen on turhaa. Ja yleensä kaikki Marsin hiilidioksidi eivät riitä luomaan tarpeeksi tiheää ilmakehää vakavaan lämpenemiseen. Tieteellisen "nasov" -ryhmän laskelmien mukaan paine voidaan nostaa vain 2,5 kertaa hiilidioksidin polaaristen korkkien sulattamisen jälkeen. Se lämpenee, mutta lämpötila on silti Etelämantereella - ja ilmakehä on 60 kertaa ohuempi kuin meidän. Teoksen kirjoittajat mainitsivat suoraan henkilön, jonka näkökulmaa he kritisoivat: Elon Musk. Mutta näyttää siltä, ettei se häirinnyt häntä vähiten.

Jopa Marsista löytyy tuhansia kilometrejä pitkä kanjoni - ja asettua sinne.

Marsilla on hyvin epätavallisia helpotusominaisuuksia, joita ei ole maapallolla. Yksi näistä on 4000 kilometriä pitkä Mariner Valley -kanjonijärjestelmä, joka on tunnetuin aurinkokunnassa. Sen leveys on jopa 200 kilometriä ja syvyys jopa 7 kilometriä. Tämä tarkoittaa, että kanjonien pohjassa ilmanpaine on puolitoista kertaa korkeampi ja siellä on huomattavasti lämpimämpää ja kosteampaa kuin muualla planeetalla. Osa Mariner-laaksoista on avaruusalusten valokuvaamana todellisia sumuja vesihöyrystä (kuvassa alla) ja muiden alueiden rinteillä - tummia virtaviivoja hiekassa, ja nämä purot ovat epäilyttävän samanlaisia kuin vesi.

Mariner-laaksot eivät ole leveitä kaikkialla - paikoin niiden leveys on vain muutama kilometri. On pitkään ehdotettu, että tällaiset paikat peitetään lasikupulla, uskomalla, että tämä riittää lämmön säilyttämiseen ja paikallisen korkean lämpötilan muodostamiseen. Aerogeelikupoli tällaisen alueen päällä vedellä voi johtaa paikallisen suhteellisen lämpimän ilmaston muodostumiseen, jolla on omat sademäärät ja vesi. Tällaisia paikkoja voidaan rakentaa vähitellen, ja mitä suurempi ala on vastakkaisten kupolien peitossa, sitä korkeampi keskilämpötila on (vähemmän lämpöhäviöitä seinien läpi). Joten itse asiassa tällainen asteittainen "hiipivä" maastonmuoto voi viedä hyvin suuren alueen planeetalta.

Mitä vikaa NASAn laskelmissa on ja miksi SpaceX: ssä on jo palkattu erimielisiä tutkijoita?

Marsin maapallon lämpenemiseen maapallon lämpötiloihin on helpompi tapa. Kuten toinen tutkijaryhmä totesi, olemme jo kokeilleet tätä menetelmää maapallolla haluamatta - päästämällä 37 miljardia tonnia hiilidioksidia sen ilmakehään ja nostamalla asteittain planeetan lämpötilaa. Tämä polku on kasvihuonekaasuja.

Marsissa ei tietenkään ole hiiltä, joka voisi aiheuttaa kasvihuoneilmiön palamisen yhteydessä. Ja CO2 ei ole tehokkain kasvihuonekaasu. On paljon parempia ehdokkaita, joista lupaavin on SF6. Sen molekyyli koostuu yhdestä rikkiatomista, jonka ympärille tulee kuusi fluoriatomia. "Tilavuudestaan" johtuen molekyyli sieppaa täydellisesti sekä ultravioletti- että infrapunasäteilyä samalla kun se läpäisee näkyvän valon hyvin. Sen aiheuttaman kasvihuoneilmiön voimakkuuden suhteen se on 34 900 kertaa suurempi kuin hiilidioksidi. Eli vain miljoona tonnia tätä ainetta tuottaisi saman kasvihuoneilmiön kuin kymmenet miljardit tonnit CO2-päästöjä ihmiskunnan nykyisin.

Lisäksi SF6-kaasu on erittäin sitkeä - sen käyttöikä ilmakehässä on 800-3200 vuotta ulkoisista olosuhteista riippuen. Tämä tarkoittaa, että sinun ei tarvitse huolehtia sen hajoamisesta Marsin ilmakehässä: kun se on tuotettu, se pysyy siellä pitkään. Lisäksi kaasu on vaaraton ihmisille ja kaikille eläville organismeille. Itse asiassa Marsilla se on melko hyödyllinen, koska se sieppaa UV-säteet, jotka eivät ole pahempia kuin otsoni, jota ei vielä ole.

Laskelmien mukaan noin 100 vuodessa tämän tyyppisten superkasvihuonekaasujen ruiskuttaminen voi nostaa planeetan lämpötilaa kymmenillä asteilla.

On mielenkiintoista, että hiukan aikaisemmin NASAn tuella tehtiin toinen tieteellinen työ, jossa kuvattiin juuri tällainen skenaario - Marsin maastonmuodostus lisääntyneiden ihmisen aiheuttamien kasvihuonekaasujen vuoksi. Yksi tämän työn kirjoittajista oli Marina Marinova, joka työskenteli NASA: ssa pitkään, ja tänään hän sai työpaikan SpaceX: ssä. Lisäksi Elon Musk itse viittasi siihen kirjoittajana ja kritisoi työtä, jossa puhutaan hiilidioksidin puutteesta Marsilla ja jonka väitetään estävän sitä muuttumasta planeetaksi, jonka lämpötila on lähellä maapalloa.

Tärkeä piirre tällaisessa erittäin voimakkaassa kasvihuoneilmiössä: Marsin maaperän lämmittämisen jälkeen siihen sitoutuneen hiilidioksidin tulisi vapautua ilmakehään, mikä lisää planeetan lämmitystä.

Milloin Mars todella näyttää maalta?

Vaikka SF6 voi todellakin muuttaa koko planeetan, on ymmärrettävä selvästi, että näin ei tapahdu huomenna. Laskelmien mukaan tätä varten sinun on käytettävä miljardeja kilowattituntia vuodessa - ja käytettävä ne Marsiin, jolloin sama SF6-kaasu valmistetaan maaperästä, jossa on runsaasti fluoria ja harmaata maata. Toisin sanoen niiden, jotka haluavat maaston muotoutua, on rakennettava planeetalle koko 500 megawatin ydinvoimala, automaattiset tuotantolaitokset, jotka vapauttavat jatkuvasti SF6-kaasua ilmakehään. Tämä prosessi antaa konkreettisia tuloksia sadan vuoden työn jälkeen. No, tai hieman nopeammin tehtaiden perustamiseen tehtävillä erittäin suurilla investoinneilla.

Koko tämän ajan ihmisten, jotka tarjoavat toimintaansa ja tutkivat Marsia, on elettävä jonnekin. On selvää, että paras ratkaisu planeetan paikalliseen muutokseen niiden asutuskohteissa ovat aerogeelikupolit. Eli tarvittaessa terraforming etenee kahdella tavalla kerralla: paikallinen - nykyisille siirtolaisille kupolien avulla - ja globaali - koko planeetalle.

Kuka voi jo elää Marsilla - ja miksi sillä on merkitystä

Punaisen planeetan omenapuut eivät kukki lähitulevaisuudessa, mutta ulkona oleva kasvillisuus voi todella tulla sinne aikaisemmin kuin luulemme.

Vuonna 2012 Saksan ilmailu- ja avaruusjärjestö teki kokeen arktisen jäkälän Xanthoria elegans kanssa. Häntä pidettiin paineessa, joka oli 150 kertaa maata alhaisempi - ilman happea, Marsin lämpötiloissa. Ympäristön vieraasta luonteesta huolimatta jäkälä paitsi selviytyi myös menettää kykyä fotosynteesiin onnistuneesti (päivänvaloa jäljittelevinä aikoina).

Tämä tarkoittaa, että useilla Marsin alueilla - samoissa merenkulkijoiden laaksoissa - tällaiset päiväntasaajan vyöhykkeellä olevat organismit voivat elää jo tänään. Ja kun SF6-kaasun tuotanto on aloitettu Marsilla, heille sopiva alue alkaa kasvaa nopeasti. Kuten muutkin jäkälät, tyylikäs Xanthoria tuottaa happea fotosynteesin aikana. Itse asiassa jäkälien vapautuminen maapallolle noin 1,2 miljardia vuotta sitten (0,7 miljardia vuotta ennen korkeampia kasveja) antoi maan ilmakehälle mahdollisuuden nostaa happipitoisuus jyrkästi nykypäivän maan ylänköjen tasolle. Todennäköisesti Marsilla jäkälillä on sama tehtävä - valmistaa ilmakehää siten, että monimutkaisempien olentojen olisi helpompi elää siinä.

Ehkä ihmiset.

Suositeltava: