Marso formavimo idėja - dar kitaip vadinama „Žemės dvynys“ - žavi. Kai tirpsta poliariniai ledo dangčiai, lėtai sukuriama atmosfera, o po to sukuriama aplinka, kad būtų žalumynų, upių ir stovinčių vandens telkinių, ten yra pakankamai, kad įkvėptų beveik bet ką! Bet kiek laiko užtruktų toks siekimas, kiek mums tai kainuotų, ir ar tai iš tikrųjų efektyvus mūsų laiko ir energijos panaudojimas?
Tokie buvo klausimai, išnagrinėti dviejuose pranešimuose, kurie praėjusią savaitę buvo pristatyti NASA „Planetary Science Vision 2050 Workshop“ (vasario 27 d. - kovo 1 d.). Pirmojoje, pavadintoje „Terorizuojanti laiko juosta“, pateikiamas abstraktus Raudonosios planetos pavertimo žaliu ir tinkamu gyventi planas. Antrasis, pavadintas „Marso reljefo formavimas - neteisingas kelias“, visiškai atmeta teritorijos formavimo idėją ir pateikia alternatyvą.
Buvęs popierius buvo gaminamas Aarono Berlinerio iš Kalifornijos universiteto Berkeley ir Chriso McKay iš NASA Ameso kosmoso mokslų skyriaus. Savo tyrime du tyrėjai pateikia Marso reljefo formavimo grafiką, į kurį įeina atšilimo ir deguonies susidarymo fazės, taip pat visus būtinus veiksmus, kurie vyktų prieš ir po jų.
Kaip jie nurodo savo dokumento įvade:
„Terraforming Mars“ galima suskirstyti į dvi fazes. Pirmasis etapas yra planetos pašildymas nuo dabartinės vidutinės paviršiaus temperatūros -60 ° C iki reikšmės, kuri artima vidutinei Žemės temperatūrai iki + 15 ° C, ir atkuriama tiršta CO 2 atmosfera. Šis atšilimo etapas yra gana lengvas ir greitas ir gali užtrukti ~ 100 metų. Antrasis etapas sukuria O2 lygį atmosferoje, kuris leistų žmonėms ir kitiems stambiems žinduoliams normaliai kvėpuoti. Šis deguonies suteikimo etapas yra gana sunkus ir užtruktų 100 000 ar daugiau metų, nebent būtų postuluojamas technologinis proveržis. “
Prieš pradėdami šiuos veiksmus, Berlineris ir McKay pripažįsta, kad reikia imtis tam tikrų „priešteritorinio formavimo“ žingsnių. Tai apima Marso aplinkos tyrimą, siekiant nustatyti vandens lygį paviršiuje, anglies dioksido lygį atmosferoje ir ledo pavidalu poliariniuose regionuose bei nitratų kiekį Marso dirvožemyje. Kaip jie paaiškina, visi šie dalykai yra labai svarbūs biosferos iš Marso kūrimo praktiškumui.
Iki šiol turimi įrodymai nurodo visus tris Marse esančius elementus. Nors didžioji dalis Marso vandens šiuo metu yra ledo pavidalu poliariniuose regionuose ir poliariniuose gaubtuose, jų yra pakankamai vandens ciklui palaikyti - pilnas debesų, lietaus, upių ir ežerų. Tuo tarpu kai kurie skaičiavimai teigia, kad poliniuose regionuose ledo pavidalu yra pakankamai CO2, kad atmosfera būtų lygi jūros lygio slėgiui Žemėje.
Azotas taip pat yra pagrindinis gyvybės reikalavimas ir būtina kvėpuojančios atmosferos sudedamoji dalis, o naujausi duomenys yra Smalsumas Roveris Nurodykite, kad nitratai sudaro ~ 0,03% Marso dirvožemio masės, o tai skatina formuotis. Be to, mokslininkams reikės išspręsti tam tikrus etinius klausimus, susijusius su tuo, kaip žemės paviršiaus formavimas gali paveikti Marsą.
Pavyzdžiui, jei šiuo metu Marse yra gyvybė (arba gyvenimas, kurį būtų galima atgaivinti), tai reikštų neginčijamą etinę dilemą žmonių kolonistams - ypač jei ši gyvybė yra susijusi su gyvenimu Žemėje. Kaip jie paaiškina:
„Jei Marso gyvenimas yra susijęs su Žemės gyvenimu - galbūt dėl meteorito mainų -, tada situacija yra žinoma ir kyla klausimų, kokius kitus žemės gyvybės tipus reikia pristatyti ir kada reikia išspręsti. Tačiau jei Marso gyvenimas nesusijęs su Žemės gyvenimu ir aiškiai parodo antrąją gyvenimo genezę, kyla svarbių techninių ir etinių klausimų. “
Norėdami sutrumpinti pirmąjį etapą - „Atšilimo fazę“ - trumpai, autoriai atkreipia dėmesį į mums šiandien žinomą problemą. Iš esmės mes patys keičiame savo klimatą Žemėje, į atmosferą įvesdami CO2 ir „ypač šiltnamio efektą sukeliančias dujas“, o tai didina vidutinę Žemės temperatūrą daugelio laipsnių Celsijaus per šimtmetį greičiu. Ir nors Žemėje tai buvo netyčinis dalykas, Marsą jis galėjo pakeisti sąmoningai sušildyti aplinką.
„Marso atšilimo laikas po sutelktų pastangų gaminti ypač šiltnamio efektą sukeliančias dujas yra trumpas, tik maždaug 100 metų“, - teigia jie. „Jei visas Saulės įvykis Marse būtų užfiksuotas 100% efektyvumu, tada Marsas sušiltų iki Žemės panašios temperatūros maždaug per 10 metų. Tačiau šiltnamio efekto efektyvumas yra tikėtinai apie 10%, taigi Marsui sušilti prireiktų ~ 100 metų “.
Kai bus sukurta ši tiršta atmosfera, kitas žingsnis bus paversti ją tokiu, kas kvėpuoja žmonėms - ten, kur O² lygis prilygtų maždaug 13% jūros lygio oro slėgio Žemėje, o CO² lygis būtų mažesnis nei 1%. Ši fazė, vadinama „deguonies šalinimo faze“, užtruktų žymiai ilgiau. Dar kartą jie kreipiasi į antžeminį pavyzdį, norėdami parodyti, kaip toks procesas galėtų veikti.
Jie, žemėje, teigia, kad didelis deguonies dujų (O2) ir žemas CO 2 lygis yra dėl fotosintezės. Šios reakcijos priklauso nuo saulės energijos, norint paversti vandenį ir anglies dioksidą į biomasę - tai pavaizduota lygtimi H²O + CO² = CH²O + O². Kaip jie iliustruoja, šis procesas užtruks nuo 100 000 iki 170 000 metų:
„Jei visi saulės spinduliai, patekę į Marsą, būtų panaudoti 100% efektyvumu, kad būtų galima atlikti šią cheminę transformaciją, aukšto O2 susidarymas užtruktų tik 17 metų. Tačiau tikėtinas bet kurio proceso, kuris gali paversti H2O ir CO 2 į biomasę ir O², efektyvumas yra daug mažesnis nei 100%. Vienintelis proceso, kuris gali pakeisti viso augalo CO2 ir O2, pavyzdys yra globalioji biologija. Žemėje pasaulinės biosferos efektyvumas naudojant saulės spindulius gaunant biomasę ir O2 yra 0,01%. Taigi O2 turtingos atmosferos susidarymo laikas Marse yra 10 000 x 17 metų arba ~ 170 000 metų. “
Tačiau jie atsižvelgia į sintetinę biologiją ir kitas biotechnologijas, kurios, jų manymu, galėtų padidinti efektyvumą ir sutrumpinti laiką iki tvirtų 100 000 metų. Be to, jei žmonės galėtų panaudoti natūralią fotosintezę (kurios efektyvumas palyginti didelis - 5%) visoje planetoje, t. Y. Sodinti žalumynus visame Marse, tada laiko tarpą būtų galima sutrumpinti iki kelių amžių.
Galiausiai jie apibūdina veiksmus, kuriuos reikia atlikti, kad kamuolys riedėtų. Šie žingsniai apima esamų ir būsimų robotų misijų pritaikymą, siekiant įvertinti Marso išteklius, matematinius ir kompiuterinius modelius, kurie galėtų ištirti susijusius procesus, iniciatyvą sukurti sintetinius organizmus Marsui, priemones išbandyti reljefo formavimo metodus ribotoje aplinkoje ir planetų susitarimą, kuris nustatytų apribojimus ir apsaugą.
Cituodami Raudonojo Marso trilogijos autorių Kim Stanley Robinsoną (mokslinės fantastikos kūrinį apie Marsą formuojantį Marsą), jie paskelbia raginimą veikti. Kalbėdami apie tai, kiek laiko užtruks Marso reljefo formavimas, jie tvirtina, kad „mes taip pat galime pradėti dabar“.
Valerijus Yakovlevas - astrofizikas ir hidrogeologas iš Charkovo, Ukrainos vandens kokybės laboratorijos, siūlo prieštaringą požiūrį. Savo darbe „Marso žemės paviršiaus formavimas - neteisingas kelias“ jis nurodo kosminės biosferos žemoje Žemės orbitoje sukūrimą, kuri remtųsi dirbtiniu gravitacija (pavyzdžiui, O'Neill cilindru), kad žmonės galėtų priprasti prie gyvenimo erdvė.
Žvelgdamas į vieną didžiausių kosminės kolonizacijos iššūkių, Jakovlevas atkreipia dėmesį į tai, kaip gyvenimas tokiuose kūnuose kaip Mėnulis ar Marsas gali būti pavojingas naujakuriams. Be to, kad kolonistai yra pažeidžiami saulės ir kosminės radiacijos, jie turėtų susidurti ir su žymiai mažesne gravitacija. Mėnulio atveju tai būtų maždaug 0,165 karto daugiau nei tai patiria žmonės čia Žemėje (dar žinomi kaip 1 g), tuo tarpu Marso atveju tai būtų maždaug 0,376 karto.
Ilgalaikis to poveikis nežinomas, tačiau akivaizdu, kad tai apimtų raumenų degeneraciją ir kaulų nykimą. Žvelgiant toliau, visiškai neaišku, kokį poveikį tai turės vaikams, kurie gimė bet kurioje aplinkoje. Nagrinėdamas būdus, kaip tai sumažinti (įskaitant vaistus ir centrifugas), Jakovlevas pabrėžia, kaip jie greičiausiai būtų neveiksmingi:
„Vaisto kūrimo viltis neatšauks fizinio raumenų, kaulų ir viso organizmo irimo. Reabilitacija centrifugose yra mažiau tikslingas sprendimas, palyginti su laivo biosfera, kai įmanoma iš esmės nuolat imituoti normalųjį gravitaciją ir apsaugos kompleksą nuo bet kokio kenksmingo kosminės aplinkos poveikio. Jei kosminės erdvės tyrinėjimo kelias yra Marso kolonijos sukūrimas ir po to sekantys bandymai suformuoti planetą, tai nepagrįstai praras laiką ir pinigus bei padidins žinomą žmonių civilizacijos pavojų. “
Be to, jis atkreipia dėmesį į iššūkius sukuriant idealią aplinką asmenims, gyvenantiems kosmose. Be tiesiog geresnių transporto priemonių kūrimo ir būtinų išteklių įsigijimo būdų kūrimo, reikia sukurti ir idealią šeimos erdvę. Iš esmės tam reikia sukurti optimalų dydį, stabilumą ir patogumą užtikrinantį būstą.
Atsižvelgdamas į tai, Yakolev pateikia tai, kas, jo manymu, yra labiausiai tikėtina žmonijos išėjimo į kosmosą perspektyva nuo 2030 m. Tai apims pirmųjų dirbtinės gravitacijos kosminių biosferų sukūrimą, kuris lems esminius pokyčius medžiagų srityje. technologijos, gyvybės palaikymo sistemos ir robotų sistemos bei infrastruktūra, reikalingos buveinėms įdiegti ir aptarnauti žemoje žemės orbitoje (LEO).
Šios buveinės gali būti aptarnaujamos sukūrus robotizuotą erdvėlaivį, kuris galėtų surinkti išteklius iš netoliese esančių kūnų - tokių kaip Mėnulis ir Artimieji žemė objektai (NEO). Ši koncepcija ne tik pašalintų planetų apsaugos poreikį, t. Y. Nerimą dėl Marso biosferos užteršimo (darant prielaidą, kad egzistuoja bakterijos), bet ir leistų žmonėms palaipsniui priprasti prie kosmoso.
Kaip Yakovlev elektroniniu paštu pasakojo „Space Magazine“, kosminių buveinių pranašumus galima suskirstyti į keturis punktus:
„1. Tai yra universalus būdas įsisavinti begalines Kosmoso erdves tiek Saulės sistemoje, tiek už jos ribų. Namams įrengti mums nereikia paviršiaus, bet išteklių, kuriuos robotai pateiks iš planetų ir palydovų. 2. Galimybė sukurti buveinę kuo arčiau žemės lopšio leidžia žmogui pabėgti nuo neišvengiamo fizinio skilimo esant kitokiam sunkumui. Lengviau sukurti apsauginį magnetinį lauką.
„3. Perkėlimas iš kitų pasaulių į šaltinius nebus pavojinga ekspedicija, o normalus gyvenimas. Ar gerai jūreiviams be jų šeimų? 4. Žmonijos mirties ar degradacijos tikimybė dėl globalios katastrofos žymiai sumažėja, nes planetų kolonizavimas apima žvalgybą, prekių pristatymą, žmonių gabenimą - ir tai yra daug ilgiau nei biosferos statyba. Mėnulio orbitoje. Dr. Stephenas William'as Hawkingas yra teisus, žmogus neturi daug laiko “.
Vietoje kosminių buveinių galėtų būti pradėti labai svarbūs tyrimai, įskaitant medicininius ir biologinius tyrimus, kurie apimtų pirmuosius kosmose gimusius vaikus. Tai taip pat palengvintų patikimų kosminių šautuvų ir išteklių gavybos technologijų, kurios bus naudingos kitų kūnų, tokių kaip Mėnulis, Marsas ir net egzoplanetos, įsikūrimą.
Galiausiai Yakolevas mano, kad kosmoso biosferas taip pat būtų galima sukurti per pagrįstą laiką - t. Y. Nuo 2030 iki 2050 m., O tai yra neįmanoma dėl reljefo formavimo. Remdamasis didėjančiu komercinės kosmoso sektoriaus buvimu ir galia, Yakolevas taip pat tikėjo, kad nemaža reikiamos infrastruktūros dalis jau yra (arba kuriama).
„Įveikę +20 metų mąstymo inerciją, eksperimentinę biosferą (pvz., Gyvenvietę Antarktidoje su laikrodžiais), per 50 metų išaugs pirmoji Kosmose gimusių vaikų karta ir Žemė sumažės, nes ji pateks į visos legendos ... Dėl to reljefo formavimas bus atšauktas. Kita konferencija atvers kelią realiam Kosmoso tyrinėjimui. Aš didžiuojuosi, kad esu toje pačioje planetoje kaip Elonas Reeve'as Muskas. Jo raketos bus naudingos keliant pirmosios mėnulio biosferos dizainus iš mėnulio gamyklų. Tai yra artimas ir tiesioginis būdas užkariauti Kosmosą “.
NASA mokslininkams ir verslininkams, pavyzdžiui, Elonui Muskui ir Basui Landorpui artimoje ateityje ketinant kolonizuoti Marsą, ir kitoms komercinėms aviacijos ir kosmoso kompanijoms, kuriančioms LEO, sunku numatyti žmonijos ateities dydį ir formą kosmose. Galbūt mes kartu nuspręsime kelią, kuris nuves mus į Mėnulį, Marsą ir už jo ribų. Galbūt pamatysime visas mūsų pastangas nukreiptas į arti Žemės esančią erdvę.
O galbūt pamatysime save einant keliomis kryptimis vienu metu. Kai kurios grupės pasisakys už kosminių buveinių sukūrimą LEO (ir vėliau, kitur, Saulės sistemoje), kurios remiasi dirbtiniu sunkio jėga ir robotų erdvėlaiviais, išgaunančiais medžiagas iš asteroidų, kitos sutelks dėmesį į planetinių kūnų užkampių nustatymą, siekdamos juos paversti „Naujos žemės“.
Tarp jų galime tikėtis, kad žmonės šiame amžiuje pradės formuoti „kosmoso ekspertizę“, kuri tikrai bus naudinga, kai dar labiau pradėsime stumti tyrinėjimo ir kolonizacijos ribas!
