Idėja kažkaip suformuoti Marsą, kad jis taptų tinkamesnis gyventi, yra įsivaizduojama, mokslinė svajonė. Bet dabar medžiaga, vadinama silikageliu, gali padaryti visą Marso suformavimo idėją šiek tiek mažiau neįmanomą.
Žymūs žmonės nuo Carlo Sagano iki Elono Musko pasiūlė sušildyti Marsą ir suteikti jam atmosferą, o apgaulė slypi užšaldytame CO2 ir vandenyje planetos poliariniuose gaubtuose. Saganas teigė, kad jei tuos dangtelius būtų galima kažkaip išgarinti, likusią dalį padarytų CO2 šiltnamio efektas. Muskas niūriai ir pusiau juokais teigė, kad ant polių numestos atominės bombos padarys apgaulę.
Būsima rimto mokslinio darbo, kurio tikslas - idėja ištirti, bent jau teoriškai. Pagrindinis klausimas yra: ar Marsas turi pakankamai CO2 ir vandens, kad sukurtų atmosferos tankį, panašų į Žemę?
2018 m. Kolorado universiteto mokslininkai ištyrė šį klausimą. Jų išvada? „Marso“ formavimas naudojant reljefą mūsų šiuolaikinėmis technologijomis neįmanoma, ir tai, kas daugumai žmonių jau atrodė tikra, buvo tiesa.
„Mūsų rezultatai rodo, kad nepakanka CO2 likusiems Marse, kad būtų užtikrintas didelis šiltnamio efekto atšilimas, jei dujos bus patenka į atmosferą; be to, didžioji dalis CO2 dujos nėra prieinamos ir jų nebuvo galima lengvai sutelkti. Dėl šios priežasties neįmanoma formuoti Marso naudojant šiuolaikines technologijas “, - teigė Kolorado universiteto Boulderio universiteto atmosferos ir kosminės fizikos laboratorijos profesorius Bruce'as Jakosky'as.
Bet tai buvo prieš metus ir technologijos nuolat tobulėja.
Atlikdami naują „Nature Astronomy“ tyrimą, NASA reaktyvinio varymo laboratorijos, Harvardo universiteto ir Edinburgo universiteto tyrėjų trijulė siūlo, kad Marsas galėtų būti pritaikytas gyventi, jei pakeistume savo mąstymą ir naudotume naują technologiją. Tai, ką mokslininkai vadina visuotine atmosferos modifikacija (GAM), o ne didžiules svajones paversti raudonosios planetos visuma, kas būtų, jei mažus regionus būtų galima pakeisti?
Jų mąstymo esmė yra silikagelis.
„Šis regioninis požiūris į Marso apgyvendinimą yra daug labiau pasiekiamas nei pasaulinė atmosferos modifikacija“.
Robinas Wordsworthas, Harvardo Johno A. Paulsono inžinerijos ir taikomųjų mokslų mokykla
Silikagelis nėra tas, apie kurį galite pamanyti. Užuot tikras gelis, tai yra kieta, standi, sausa medžiaga. Jis sukurtas ištraukiant skystį iš gelio naudojant procesą, vadinamą superkritiniu džiovinimu. Iš to paties proceso gaunama kava be kofeino.
Šio naujo tyrimo tyrėjai panaudojo modelius ir eksperimentus, kad parodytų, kad plonas, nuo 2 iki 3 cm (.8–1,2 colio) oregelio sluoksnis gali leisti saulės spinduliams prasiskverbti, tačiau sulaiko šilumą. Gelis taip pat suteiktų pakankamai saulės šviesos fotosintezei ir nuolat sušildytų jo padengtą vietą, leisdamas tirpdyti vandens ledus ir užšalusį CO2. Galbūt geriausia, kad tam nereikėtų energijos reikalaujančio šilumos šaltinio.
„Šis regioninis požiūris į Marso apgyvendinimą yra daug labiau pasiekiamas nei globalus atmosferos modifikavimas“, - sakė Robinas Wordsworthas, Harvardo Johno Paulsono inžinerijos ir taikomųjų mokslų mokyklos (SEAS) ir Žemės departamento aplinkos mokslo ir inžinerijos katedros docentas. ir planetų mokslas. „Skirtingai nuo ankstesnių idėjų, kad Marsas būtų tinkamas gyventi, tai kažkas, ką galima sistemingai plėtoti ir tikrinti naudojant medžiagas ir technologijas, kurias jau turime“, - sakė jis pranešime spaudai.
„Mažosios salų gyvenamosios vietos“
„Marsas yra tinkamiausia gyventi mūsų Saulės sistemos plane, be žemės“, - sakė NASA reaktyvinio varymo laboratorijos mokslininkė Laura Kerber. „Tačiau tai išlieka priešiškas pasaulis daugeliui gyvenimo rūšių. Mažų apgyvendinimo salų kūrimo sistema leistų mums valdyti ir keičiant Marsą transformuoti „.
Silicio orelis, apgyvendinimo salos idėja buvo įkvėptas to, kas jau vyksta Marso poliuose.
Skirtingai nuo Žemės, CO2 Marsas yra užšalęs, įstrigęs ties poliais. Nors Žemėje poliai yra vandens ledo, Marso poliai yra vandens ledo ir CO2 ledo derinys. Nors CO2 yra užšaldytas, jis vis tiek leidžia saulės spinduliams prasiskverbti sulaužydamas šilumą.
Marso polių vaizdai parodo, kaip tai atsitiks.
Šiame Marso ledo atvaizde CO2 pateko į saulės šilumą. Dėl to vasarą susidaro mažai kišenių šilumos, kurios atrodo kaip juodos ištirpusios dėmės lede.
„Pradėjome galvoti apie šį kietojo kūno šiltnamio efektą ir kaip juo bus galima remtis kuriant gyvenamąją aplinką Marse ateityje“, - sakė Wordsworthas. „Mes pradėjome galvoti apie tai, kokios medžiagos galėtų sumažinti šilumos laidumą, tačiau vis tiek perduoda kuo daugiau šviesos.“
Kaip paaiškėja, silikagelis tinka sąskaitai. Pirmą kartą jis buvo išrastas 1931 m., Ir tai yra viena iš visų laikų pagamintų izoliacinių medžiagų. Taip yra todėl, kad tai labai porėta medžiaga, kuri beveik visiškai pagaminta iš oro. Tai yra apie 99,8% oro, tarsi šiluminis langas.
Silicio dioksido aerogeliai yra 97 procentų poringi, tai reiškia, kad šviesa juda per medžiagą, tačiau tarpusavyje sujungti silicio dioksido sluoksniai sulaiko infraraudonąją spinduliuotę ir labai sulėtina šilumos laidumą. Šie aerogeliai šiandien naudojami keliose inžinerinėse programose, įskaitant NASA „Mars Exploration Rovers“. Jie naudojami jautriai elektronikai palaikyti šiltai.
„Silikagelis yra daug žadanti medžiaga, nes jo poveikis yra pasyvus“, - sakė Kerberis. „Norint, kad teritorija ilgą laiką būtų šilta, nereikėtų daug energijos ar judančių dalių priežiūros.“
Tyrėjai ėmėsi eksperimentų, skirtų imituoti sąlygas Marse. Jie eksperimentavo su dviejų rūšių silicio dioksido aergeliu: dalelėmis ir plytelėmis. Jie nustatė, kad abu veiksniai kėlė temperatūrą. Abu jie taip pat buvo veiksmingi blokuodami pavojingą UV spinduliuotę.
Jų rezultatai rodo, kad 2 cm ar daugiau airgelio sluoksnių sumažino UVC spinduliuotę iki mažiau nei 0,5%. UVC yra didesnės energijos UV spinduliuotė ir gali būti ypač kenksminga. Dėl ozono, molekulinio deguonies ir vandens garų viršutinėje atmosferoje Žemėje beveik neišmatuojama UVC spinduliuotė.
„Pasklidę pakankamai dideliame plote, jums nebereikės jokių kitų technologijų ar fizikos, jums tereikės šių medžiagų sluoksnio ant paviršiaus ir apačioje turėsite nuolatinį skystą vandenį“, - sakė Wordsworthas. „Iš to kyla daugybė įdomių inžinerijos klausimų“.
Tai pakankamai lengva įsivaizduoti kažkokią kupolo struktūrą, pagamintą iš silicio oregelio. Jis būtų pakankamai šiltas, kad būtų tinkamas gyventi, taip pat blokuotų UV spindulius. Tai gali būti panašus į šiltnamį Žemėje, kuriame vanduo liko skystas ir augalus buvo galima auginti.
Akivaizdu, kad reikia atlikti dar daug darbo ir tyrimų. Wordsworthas ir kiti tyrėjai ketina ištirti silicio dioksido aerogelius panašiose Marso vietose, Žemėje. Jie taikosi į sausus slėnius Čilėje ir Antarktidoje.
Wordsworthas aiškiai supranta vieną dalyką: Marso klimato inžinerija nėra vien tik techninis ir inžinerinis klausimas. Tai taip pat etinis ir filosofinis klausimas.
Jei jau ant Marso gyvena mikrobai, galbūt kažkur po paviršiumi, kaip su jais? Ar turėtume tai daryti? Ar mes turime teisę?
„Jei ketinate įgalinti gyvenimą Marso paviršiuje, ar esate tikri, kad ten dar nėra gyvybės? Jei yra, kaip mes tuo naršome “, - klausė Wordsworthas. „Tuo metu, kai nusprendžiame pasirodyti žmonėms, esantiems Marse, šie klausimai neišvengiami“.
Šaltiniai:
- Tyrimo dokumentas: Įgalinant Marso gyvybingumą naudojant silicio dioksido aerogelį per kietojo kūno šiltnamio efektą
- Pranešimas spaudai: materialus būdas padaryti Marsą tinkamu gyventi
- Pranešimas spaudai: Marso reljefo formavimas neįmanomas naudojant šiuolaikines technologijas
- Vikipedija: „Airgel“
- Žurnalas „Kosmosas“: ar turėtume formuoti Marsą?
