Dalyvaudami tęstinėje „Galutinai formuojamo kraštovaizdžio gido“ serijoje, žurnalas „Space Magazine“ su malonumu pristato mūsų vadovą apie Marso formavimąsi. Šiuo metu yra keletas planų į Raudonąją planetą išleisti astronautus ir gyventojus. Bet jei kažkada iš tikrųjų norime ten gyventi, turėsime atlikti visišką planetos atnaujinimą. Ko prireiks?
Nepaisant labai šalto ir labai sauso klimato, jau nekalbant apie mažą atmosferą, Žemė ir Marsas turi daug bendro. Tai apima dydžio, polinkio, struktūros, sudėties ir net vandens buvimo ant jų paviršiaus panašumus. Dėl šios priežasties Marsas laikomas geriausiu žmonių apgyvendinimo kandidatu; perspektyva, apimanti aplinkos pavertimą tinkama žmogaus poreikiams (dar vadinama - terraforming).
Atsižvelgiant į tai, taip pat yra daugybė esminių skirtumų, dėl kurių gyvenimas Marse, daugėjantis žmonių susirūpinimas (žiūrint į tave, Elonas Muskas ir Bas Lansdorpas!), Yra nemažas iššūkis. Jei gyventume planetoje, turėtume gana priklausyti nuo savo technologijos. Ir jei mes pakeistume planetą ekologinės inžinerijos būdu, tai užtruktų daug laiko, pastangų ir megatonų išteklių!
Gyvenimo Marse iššūkiai yra gana gausūs. Pradedantiesiems yra ypač plona ir nekvėpuojanti atmosfera. Žemės atmosferą sudaro 78% azoto, 21% deguonies ir kitų dujų pėdsakai, o Marso atmosferą sudaro 96% anglies dioksido, 1,93% argono ir 1,89% azoto, kartu su nedideliais kiekiais deguonies ir vandens.
Marso atmosferos slėgis taip pat svyruoja nuo 0,4 iki 0,87 kPa, tai yra maždaug 1% Žemės paviršiaus jūros lygyje. Plona atmosfera ir didesnis atstumas nuo saulės taip pat prisideda prie šaltos Marso aplinkos, kur paviršiaus temperatūra vidutiniškai siekia 210 K (-63 ° C / -81,4 ° F). Pridėkite tai, kad Marsui trūksta magnetosferos, ir jūs galite suprasti, kodėl paviršių veikia žymiai didesnė radiacija nei Žemę.
Marso paviršiuje vidutinė radiacijos dozė yra apie 0,67 miliseverto (mSv) per dieną, tai yra maždaug penktadalio dalis to, ką žmonės per metus patiria Žemėje. Taigi, jei žmonės norėtų gyventi Marse ir nereikėtų skydo nuo radiacijos, slėgio kupolų, buteliuose išpilstyto degalų ir apsauginių kostiumų, reikėtų atlikti rimtus pakeitimus. Iš esmės mes turėtume sušildyti planetą, sutirštinti atmosferą ir pakeisti šios atmosferos sudėtį.
Pavyzdžiai grožinėje literatūroje:
1951 m. Arthur C. Clarke parašė pirmąjį romaną, kuriame Marso reljefas buvo pateiktas grožine literatūra. Pavadinimas Marso smėlis, Pasakojimas apima Marso gyventojus, kurie šildo planetą, paversdami Marso mėnulio fobus antrąja saule, ir augančius augalus, kurie ardo Marso smėlį, kad išlaisvintų deguonį.
1984 m. Jamesas Lovelockas ir Michaelas Allaby'as parašė tai, ką daugelis laiko viena įtakingiausių knygų apie reljefą. Pavadinimas Žaliasis Marsas, romanas tyrinėja planetų susidarymą ir evoliuciją, gyvybės kilmę ir Žemės biosferą. Knygoje pateikti teritorijos formavimo modeliai iš tikrųjų užtemdė būsimas diskusijas dėl teritorijų formavimo tikslų.
1992 m. Išleido autorius Frederikas Pohlas Kasant Oortą, mokslinės fantastikos pasakojimas, kai Marsas yra reljefinis, naudojant kometas, atitrauktas nuo Oorto debesies. Dešimtajame dešimtmetyje Kim Stanley Robinsonas išleido savo garsųjį Marso trilogija – Raudonasis Marsas, Žaliasis Marsas, Mėlynasis Marsas - kuris orientuojasi į daugelio kartų Marso virsmą klestinčia žmogaus civilizacija.
2011 metais Yu Sasuga ir Kenichi Tachibana pagamino „manga“ seriją „Terra Formars“, serija, kuri vyksta XXI amžiuje, kai mokslininkai bando lėtai sušildyti Marsą. O 2012-aisiais Kim Stanley Robinsonas išleido 2312, pasakojimas, kuris vyksta Saulės sistemoje, kur buvo suformuotos kelios planetos, įskaitant Marsą (kuriame yra vandenynai).
Siūlomi metodai:
Per pastaruosius kelis dešimtmečius buvo pateikta keletas pasiūlymų, kaip Marsą būtų galima pakeisti taip, kad jis tiktų žmonių kolonistams. 1964 m. Dandridge M. Cole išleido „Salos kosmose: Planetoidų iššūkis, novatoriškas darbas“, kurioje jis pasisakė už šiltnamio efekto sukėlimą Marsui. Tai susideda iš amoniako ledų importavimo iš išorinės Saulės sistemos ir jų smūgio į paviršių.
Kadangi amoniakas (NH³) yra galingos šiltnamio efektą sukeliančios dujos, jo patekimas į Marso atmosferą sutirštintų atmosferą ir pakiltų pasaulinė temperatūra. Kadangi amoniakas daugiausia yra azotas pagal svorį, jis taip pat galėtų suteikti reikiamas buferines dujas, kurios, sujungtos su deguonies dujomis, sukurtų kvėpuojančią atmosferą žmonėms.
Kitas būdas yra susijęs su albedo redukcija, kai Marso paviršius būtų padengtas tamsiomis medžiagomis, kad padidėtų saulės šviesos kiekis, kurį jis sugeria. Tai gali būti viskas, nuo dulkių iš „Phobos“ ir „Deimos“ (dviejų tamsiausių Saulės sistemos kūnų) iki ekstremofilinių kerpių ir tamsios spalvos augalų. Vienas didžiausių to šalininkų buvo garsus autorius ir mokslininkas Carlas Saganas.
1973 m. Saganas žurnale „Icarus“ paskelbė straipsnį pavadinimu „Planetų inžinerija ant Marso“, kur pasiūlė du Marso paviršiaus tamsinimo scenarijus. Tai apėmė mažai albedo turinčios medžiagos transportavimą ir (arba) tamsių augalų pasodinimą ant poliarinių ledo dangtelių, siekiant užtikrinti, kad jie absorbuotų daugiau šilumos, ištirptų ir pakeistų planetą į „į Žemę panašias sąlygas“.
1976 m. NASA oficialiai sprendė planetų inžinerijos problemą tyrime, pavadintame „Marso įperkamumas: požiūris į planetų ekosintezę“. Tyrimo išvadose teigiama, kad fotosintetiniai organizmai, tirpstantys poliariniai ledo dangteliai ir įleidžiamos šiltnamio efektą sukeliančios dujos gali būti panaudoti kuriant šiltesnę atmosferą, kurioje gausu deguonies ir ozono.
1982 m. Planetologas Christopheris McKay parašė „Terraforming Mars“, straipsnį Didžiosios Britanijos tarpplanetinės visuomenės žurnalas. Jame McKay aptarė savireguliacinės Marso biosferos perspektyvas, kurios apėmė ir būtinus metodus tai padaryti, ir jos etiką. Tai buvo pirmas kartas, kai paskelbto straipsnio pavadinime buvo naudojamas žodis terraforming ir nuo šiol taps pageidaujamu terminu.
1984 m. Tai buvo Džeimso Lovelocko ir Michaelio Allaby knyga, Žaliasis Marsas. Jame „Lovelock“ ir „Allaby“ aprašė, kaip Marsą galima sušildyti importuojant chlorfluorangliavandenilius (CFC), kad būtų sukeliamas visuotinis atšilimas.
1993 m. „Mars Society“ įkūrėjai dr. Robertas M. Zubrinas ir Christopheris P. McKay iš NASA Ames tyrimų centro parašė „Technologinius reikalavimus žemės paviršiaus formuojančiam Marsui“. Jame jie pasiūlė naudoti orbitinius veidrodžius, kad tiesiogiai sušildytų Marso paviršių. Šie veidrodžiai, esantys šalia polių, galėtų sublimuoti CO2 ledo sluoksnį ir prisideda prie globalinio atšilimo.
Tame pačiame dokumente jie teigė apie galimybę naudoti iš Saulės sistemos išaugintus asteroidus, kurie bus nukreipti taip, kad paveiktų paviršių, pašalindami dulkes ir sušildydami atmosferą. Abiejuose scenarijuose jie pasisako už branduolinių-elektrinių ar šiluminių branduolinių raketų naudojimą, norint į orbitą išvežti visas reikalingas medžiagas / asteroidus.
Ilgalaikiam klimato stabilizatoriui taip pat buvo rekomenduota naudoti fluoro junginius - „ypač šiltnamio efektą sukeliančias dujas“, kurie sukelia šiltnamio efektą tūkstančius kartų stipresnį nei CO2. 2001 m. Caltech geologijos ir planetų mokslų skyriaus mokslininkų komanda pateikė šias rekomendacijas tema „Marso palaikymas šiltomis naujomis ypač šiltnamio efektą sukeliančiomis dujomis“.
Kai šis tyrimas parodė, kad pradiniai fluoro kroviniai turėjo būti iš Žemės (ir reguliariai papildomi), jis teigė, kad fluoro turintys mineralai taip pat gali būti iškasti Marse. Tai grindžiama prielaida, kad tokie mineralai yra tokie pat paplitę Marse (kaip antžeminė planeta), o tai sudarytų sąlygas savarankiškam procesui, kai bus įkurtos kolonijos.
Taip pat buvo pasiūlyta importuoti metaną ir kitus angliavandenilius iš išorinės Saulės sistemos, kurių gausu Saturno mėnulio titane. Taip pat yra galimybė in situ išnaudoti išteklius dėka „Curiosity“ roverio atradimo „dešimteriopai viršijančio metano smaigalio“, kuris nurodė požeminį šaltinį. Jei šiuos šaltinius būtų galima iškasti, metano net nereikėtų importuoti.
Naujausi pasiūlymai apima uždarų biodomų, kuriuose būtų deguonį gaminančių cianobakterijų ir dumblių kolonijas Marso žemėje, sukūrimą. 2014 m. NASA pažangiųjų koncepcijų instituto (NAIC) programa ir „Techshot Inc.“ pradėjo kurti šią koncepciją, pavadintą „Marso ekopoezės bandymo lova“. Ateityje projektas ketina siųsti nedidelius ekstremofilinių fotosintetinių dumblių ir melsvadumblių indelius į roverio misiją išbandyti procesą Marso aplinkoje.
Jei tai pasiteisins, NASA ir „Techshot“ ketina pastatyti kelis didelius biodominus, kad gautų ir surinktų deguonį būsimoms žmonių misijoms į Marsą - tai sumažintų išlaidas ir pratęstų misijas, nes sumažėtų gabenamo deguonies kiekis. Nors šie planai nėra ekologinė ar planetinė inžinerija, Eugenijus Bolandas (vyriausiasis „Techshot Inc.“ mokslininkas) pareiškė, kad tai yra žingsnis ta linkme:
„Ekopoezė yra gyvenimo inicijavimo naujoje vietoje idėja; tiksliau, ekosistemos, galinčios palaikyti gyvybę, sukūrimas. Tai yra „teritorijos formavimo“ inicijavimas naudojant fizines, chemines ir biologines priemones, įskaitant ekosistemas kuriančių pionierinių organizmų įvedimą. Tai bus pirmasis didelis laboratorinių tyrimų šuolis įgyvendinant eksperimentinę (priešingai nei analitinę) planetą in situ. moksliniai tyrimai, labiausiai dominantys planetų biologiją, ekopoezę ir reljefo formavimą “.
Galimi pranašumai:
Be nuotykių perspektyvos ir žmonijos idėjos dar kartą pradėti drąsių kosminių tyrinėjimų epochą, yra keletas priežasčių, kodėl siūloma atlikti Marso formavimąsi. Pradėjusiesiems kelia susirūpinimą tai, kad žmonijos poveikis Žemės planetai yra netvarus ir kad turėsime plėstis ir sukurti „atsarginę vietą“, jei ketiname išgyventi ilgainiui.
Nors ši mokykla cituoja tokius dalykus kaip auganti Žemės populiacija - kuri, kaip tikimasi, amžiaus viduryje pasieks 9,6 milijardo, taip pat tai, kad tikimasi, kad iki 2050 m. Maždaug du trečdaliai pasaulio gyventojų gyvens didžiuosiuose miestuose. Be to, yra rimtų klimato pokyčių tikimybė, dėl kurios, remiantis daugybe NASA scenarijų, iki 2100 m. Tam tikrose planetos dalyse gyvenimas gali tapti nebeįmanoma.
Kitos priežastys pabrėžia, kaip Marsas yra mūsų Saulės „Goldilocks zonoje“ (dar žinomas kaip „gyvenama zona“) ir kadaise buvo gyvenama planeta. Per pastaruosius kelis dešimtmečius buvo vykdomos tokios žemės paviršiaus misijos kaip NASA Marso mokslo laboratorija (MSL) ir jos Smalsumas Roveris atskleidė daugybę įrodymų, kurie nurodo į Marso seną praeitį tekantį vandenį (taip pat organinių molekulių egzistavimą).
Be to, NASA Marso atmosfera ir nepastovi „EvolutioN“ misija (MAVEN) (ir kiti orbitos) pateikė išsamią informaciją apie Marso atmosferą praeityje. Jie padarė išvadą, kad maždaug prieš 4 milijardus metų Marsas turėjo gausų paviršiaus vandenį ir storesnę atmosferą. Tačiau dėl Marso magnetosferos praradimo, kurį galėjo sukelti didelis smūgis ar greitas planetos interjero atvėsimas, atmosfera pamažu buvo šalinama.
„Ergo“, jei Marsas kadaise buvo gyvenamas ir „panašus į žemę“, gali būti, kad vieną dieną tai vėl gali būti. Ir jei žmonija iš tikrųjų ieško naujo pasaulio, kuriame galėtų įsikurti, prasminga tik būti tokiam, kuris turi kuo daugiau bendro su Žeme. Be to, taip pat buvo teigiama, kad mūsų patirtis keičiant mūsų pačių planetos klimatą galėtų būti gerai panaudota Marse.
Šimtus metų priklausomybė nuo pramoninių mašinų, anglies ir iškastinio kuro turėjo išmatuojamą poveikį Žemės aplinkai. Ir kadangi tai buvo nenumatyta modernizacijos ir plėtros pasekmė šioje Žemėje; Marse teigiamas poveikis būtų iškastinio kuro deginimas ir reguliarus taršos išmetimas į orą.
Kitos priežastys yra plėsti savo išteklių bazę ir tapti „po stygiaus“ visuomene. Kolonija Marse galėtų leisti vykdyti kasybos darbus Raudonojoje planetoje, kur gausu mineralų ir vandens ledo, kurį būtų galima surinkti. Bazė ant Marso taip pat galėtų būti vartai į Asteroido juostą, kuri mums suteiktų pakankamai mineralų, kad galėtume mus naudoti neribotą laiką.
Iššūkiai:
Be jokios abejonės, Marso reljefo formavimosi perspektyva yra susijusi su dalijamų problemų, kurios visos yra ypač bauginančios. Pradedantiesiems reikia nemažų išteklių, reikalingų Marso aplinką paversti tausojančia žmonėms. Antra, nerimaujama, kad bet kuri vykdoma priemonė gali turėti nenumatytų padarinių. Ir trečia, reikia laiko, kurio prireiktų.
Pavyzdžiui, kai kalbama apie koncepcijas, kuriose reikalaujama į šiltnamio efektą sukeliančias dujas paskatinti atšilimą, reikalingi kiekiai yra stulbinantys. 2001 m. „Caltech“ tyrime, kuriame buvo raginama įvesti fluoro junginius, nurodoma, kad norint sublimuoti pietinius poliarinius CO 2 ledynus, į Marso atmosferą reikės patekti maždaug 39 mln. Tonų CFC - tai yra tris kartus daugiau nei 1972 m. Žemėje. ir 1992 m.
Fotolizė taip pat pradės skaidyti CFC, kai tik jie bus įvesti, todėl nuostoliams kompensuoti kiekvienais metais reikės papildomai skirti 170 kilogramų. Ir paskutinis, CFC įvedimas taip pat sunaikintų Marso bet kokį susidariusį ozoną, kuris pakenktų pastangoms apsaugoti nuo radiacijos paviršius.
Be to, 1976 m. NASA galimybių studijoje nurodyta, kad nors Marso reljefą būtų galima formuoti naudojant sausumos organizmus, ji taip pat pripažino, kad reikalaujami terminai bus gana dideli. Kaip teigiama tyrime:
„Nebuvo nustatyta jokio esminio, neįveikiamo Marso galimybių palaikyti antžeminę ekologiją apribojimų. Deguonies turinčios atmosferos trūkumas užkirstų kelią žmogaus be Marso gyvenimui. Dabartinis stiprus ultravioletinių spindulių paviršiaus švitinimas yra papildoma pagrindinė kliūtis. Marso aplinkoje gali būti sukurta tinkama deguonies ir ozono atmosfera, naudojant fotosintetinius organizmus. Laikas, reikalingas tokiai atmosferai sukurti, gali būti kelis milijonus metų.”
Tyrime teigiama, kad tai būtų galima drastiškai sumažinti sukuriant ekstremofilinius organizmus, specialiai pritaikytus atšiauriai Marso aplinkai, sukuriant šiltnamio efektą ir tirpinant polinius ledo gaubtus. Vis dėlto, kiek laiko prireiktų Marso pertvarkymui, vis tiek bus šimtmečių ar tūkstantmečių tvarka.
Ir, žinoma, yra infrastruktūros problema. Norint surinkti išteklius iš kitų Saulės sistemos planetų ar mėnulių, prireiktų didelio kosminių savivarčių parko, ir jiems reiktų įrengti pažangias pavaros sistemas, kad kelionė vyktų per pagrįstą laiką. Šiuo metu tokių pavaros sistemų nėra, o įprasti metodai - pradedant jonų varikliais ir baigiant cheminiais varikliais - nėra pakankamai greiti ar ekonomiški.
Norėdami parodyti, NASA Nauji horizontai Misijai prireikė daugiau nei 11 metų, kad istorinis susitikimas su Plutonu būtų Kuiperio juostoje, naudojant įprastas raketas ir pagalbinį gravitacijos metodą. Tuo tarpu Aušra Misija, kuri rėmėsi jonine varomąja jėga, užtruko beveik ketverius metus, kol pasiekė Vestą asteroido juostoje. Nei vienas iš šių būdų nėra praktiškas pakartotinėms kelionėms į Kuiperio juostą ir apledėjusių kometų bei asteroidų gabenimui. Žmonija neturi tiek daug laivų, kiek mums reikėtų tai padaryti.
Kita vertus, norint pereiti in situ kelią, kuris apimtų gamyklas ar kasybos operacijas paviršiuje, kad į orą išleistų CO 2, metano ar CFC turinčių mineralų, prireiktų kelių sunkiasvorių krovinių raketų, kad visos mašinos patektų į Raudonoji planeta. Dėl šios kainos būtų panaikintos visos iki šiol buvusios kosmoso programos. Ir jas surinkus ant paviršiaus (robotų ar žmonių), šios operacijos turės būti vykdomos nuolat šimtmečius.
Taip pat kyla keletas klausimų dėl reljefo formavimo etikos. Iš esmės pakeitus kitas planetas, kad jos taptų tinkamesnės žmonių poreikiams, kyla natūralus klausimas, kas nutiktų bet kurioms ten jau gyvenančioms gyvybės formoms. Jei iš tikrųjų Marsas turi vietinį mikrobų gyvenimą (arba sudėtingesnes gyvybines formas), kuriuos įtaria daugelis mokslininkų, tada pakeitus ekologiją, šios gyvybinės formos gali būti paveiktos ar net sunaikintos. Trumpai tariant, būsimi kolonistai ir žemės inžinieriai veiksmingai vykdys genocidą.
Atsižvelgiant į visus šiuos argumentus, reikia susimąstyti, kokią naudą duotų Marsas. Nors idėja panaudoti Saulės sistemos išteklius yra prasminga ilgalaikėje perspektyvoje, trumpalaikis pelnas yra daug mažiau apčiuopiamas. Iš esmės iš kitų pasaulių surinkti ištekliai nėra ekonomiškai perspektyvūs, kai jūs galite juos išgauti namuose kur kas mažiau. O atsižvelgiant į pavojų, kas norėtų eiti?
Tačiau kaip parodė tokios įmonės kaip „MarsOne“, yra daugybė žmonių, norinčių leistis į vieną pusę į Marsą ir veikti kaip „pirmosios bangos“ Žemėje bebaimius tyrinėtojus. Be to, NASA ir kitos kosmoso agentūros labai garsiai išreiškė savo norą ištirti Raudonąją planetą, kuriai iki 2030 m. Ir kaip rodo įvairios apklausos, už šiuos entuziastus sietina visuomenės parama, net jei tai reiškia drastiškai padidintus biudžetus.
Taigi kodėl tai daryti? Kodėl „Terraform Mars“ skirtas žmonėms? Nes ten yra? Aišku. Bet dar svarbiau, nes mums gali reikėti. Taip pat yra potraukis ir noras ją kolonizuoti. Nepaisant kiekvienam būdingų sunkumų, netrūksta siūlomų metodų, kurie būtų pasverti ir nustatyti, kaip įmanoma. Galų gale, viskas, ko reikia, yra daug laiko, daug įsipareigojimų, daug išteklių ir daug. rūpinkitės tuo, kad neatšaukiamai nepakenktume jau egzistuojančioms gyvybės formoms.
Bet, žinoma, jei išsipildys mūsų blogiausios prognozės, galų gale galime pastebėti, kad turime nedaug pasirinkimo, kaip pasistatyti namus kur nors kitur Saulės sistemoje. Šiam šimtmečiui progresuojant, gali būti, kad tai Marsas ar biustas!
Čia „Space Magazine“ esame parašę daug įdomių straipsnių apie reljefą. Čia pateiktas aiškus patarimas, kaip formuoti žemę? Ar galėtume formuoti Mėnulį? Ar turėtume formuoti Marsą? Kaip mes formuojame Venerą? Ir studentų komanda nori formuoti Marsą naudodama cianobakterijas?
Mes taip pat turime straipsnių, kuriuose nagrinėjama radikalesnė kraštovaizdžio formavimo pusė, pavyzdžiui, „Ar galėtume„ Terraform Jupiter “?“, „Ar galėtume„ Terraform The Sun “?“ Ir „Ar galėtume„ Terraform A Black Hole “?
Astronomijos aktoriai taip pat turi gerų epizodų šia tema, pavyzdžiui, „Episode 96: Humans to Mar“, 3 dalis - „Terraforming Mars“
Norėdami gauti daugiau informacijos, apsilankykite „Terraforming Mars“ NASA Quest svetainėje! ir NASA kelionė į Marsą.
Ir jei jums patinka vaizdo įrašas, apsilankykite mūsų „Patreon“ puslapyje ir sužinokite, kaip galite gauti šiuos vaizdo įrašus anksti, tuo pačiu padėdami mums pateikti jums daugiau puikaus turinio!
„Podcast“ (garso įrašas): atsisiųsti (trukmė: 2:33 - 2,3 MB)
Prenumeruokite: „Apple“ transliacijos | „Android“ | RSS
„Podcast“ (vaizdo įrašas): atsisiųskite (40,5 MB)
Prenumeruokite: „Apple“ transliacijos | „Android“ | RSS
