Ang Buhay sa Mars: kung paano tayo pinalalapit ng mga natuklasan sa paglipat sa Red Planet at kung gaano katagal ito.
Noong Agosto 16, 2019, ang eccentric billionaire at imbentor na si Elon Musk ay nag-tweet kay Nuke Mars! ("Pumatok tayo sa Mars ng mga bombang nukleyar!"). Ang Mars - at kung ano ang magagawa ng isang tao dito - nag-aalala sa sangkatauhan kahit papaano mula noong The Martian Chronicles ni Ray Bradbury. Ngunit mayroong isang malaking pagkakaiba sa pagitan ng mga pantasya noong kalahating siglo na ang nakararaan at ng ating mga araw: ang pinakabagong mga natuklasang pang-agham ay naglipat ng mga pag-uusap tungkol sa buhay sa Mars mula sa mga lupon ng pantasya hanggang sa mga tanggapan ng mga mananaliksik at maging mga negosyante.
Ang ika-apat na planeta ng solar system ay kalahati ng laki ng Earth sa radius, ngunit sa lugar na ito ay katumbas ng lahat ng mga kontinente ng daigdig na pinagsama (mabuti na lamang, walang mga karagatan), kasama pa noong 2008 ang pagsisiyasat sa pagsisiyasat ng NASA ay natagpuan ang tubig doon (sa ang anyo ng yelo). Hindi nakakagulat na mayroong isang tukso na mapuno ang planeta, at literal noong Hulyo 2019, ang mga rocket engine para sa isang paglipad doon sa kauna-unahang pagkakataon ay nakataas sa hangin Starhopper, isang prototype na sa loob ng ilang taon ay magiging Starship - isang rocket at spacecraft na partikular na nilikha para sa mga flight sa Mars. Salamat sa buong kakayahang magamit muli ng Starship (higit sa isang daang paggamit), ang halaga ng mga flight sa Mars ay dapat na bumulusok.
Sa parehong oras, ang average na taunang temperatura sa Mars ay -63 degrees Celsius, humigit-kumulang na kapareho sa istasyon ng Vostok Antarctic. Napakalamig doon dahil ang kapaligiran nito ay 150 beses na mas payat kaysa sa Earth. Sa tulad ng isang manipis na shell ng gas, ang greenhouse effect ay napaka mahina, na ang dahilan kung bakit ito ay malamig. Ang problema ay maaaring malutas sa pamamagitan ng pagdadala ng mga kondisyon ng klimatiko sa Mars na malapit sa klima ng Daigdig - ang prosesong ito ay tinatawag na terraforming. Sa kaso ng Mars, para sa mga ito kinakailangan na kahit papaano ay mahigpit na maiinit ang ibabaw ng planeta, na kahit sa mga pinakamagagandang taon ay matatagpuan 56 milyong kilometro mula rito.
Ang mga siyentipiko ay nakikipaglaban sa problemang ito nang medyo mahirap, at kamakailan lamang, sa tag-araw ng 2019, isang hindi pangkaraniwang paraan upang gawing maipakita ang Red Planet - para sa isang panimula, kahit papaano. Ito ay naka-out na ang isang transparent na simboryo na gawa sa isang kakaibang materyal na gel lamang ng isang pares ng sentimetro makapal na nagpapainit sa panlupa paggaya ng Martian lupa kaya magkano sa hindi magandang lokal na ilaw na kaya nitong suportahan ang buhay ng halaman nang walang karagdagang pag-init. At ito ay isang tunay na pang-amoy. Sinasabi namin sa iyo kung ano ang maaaring gawin sa pangkalahatan upang pagkatapos ng isang tiyak na bilang ng mga taong naglalakad sa mga bukid ng Martian at hinahangaan ang dalawang buwan nang sabay-sabay.
Mga airgel domes: antas ng 80 mga greenhouse na natuklasan ng mga siyentista noong isang buwan
Dumiretso tayo sa pinakabagong pagtuklas. Noong Hulyo 2019, isang pangkat ng mga siyentista ang nagsagawa ng simpleng mga eksperimento sa laboratoryo kung saan inilagay nila ang isang analogue ng lupa ng Martian sa isang silid na may isang bihirang kapaligiran at temperatura ng Martian. Pagkatapos ay nagniningning sila sa mga dome na may mga lampara na nagbibigay ng 150 watts ng lakas bawat square meter - eksaktong eksaktong ibinibigay ng araw sa average sa ibabaw ng Mars.
Ito ay naging nakakagulat: nang walang kahit kaunting panlabas na pag-init, ang ibabaw ng lupa ng Martian, na natatakpan mula sa itaas ng isang gel dome, nagpainit nang bahagya sa itaas ng zero degree. Ang simboryo, na may dalawang sentimetro lamang na makapal, ay nagpapadala ng nakikitang ilaw nang maayos, nagpapainit ng lupa, ngunit napaka mahinang nagpapadala ng ultraviolet, infrared radiation at init. Mayroong higit sa sapat na mga hilaw na materyales para sa paggawa nito (ordinaryong buhangin) sa Mars, pati na rin sa Lupa.
Ang pag-init ng lupa ng 65 degree na may isang simpleng transparent na simboryo ay parang isang himala, dahil mula sa ibaba ng lupa ay walang espesyal na pagkakabukod ng thermal at ang ilan sa init ay papunta pa rin sa mga gilid. Iyon ay, ito ay tulad ng pagtakip sa frozen na lupa ng isang matalino na nakaayos na oilcloth - at pagkatapos ang lahat ay nangyayari nang mag-isa. Ngunit walang partikular na himala dito. Ang mga Aerogels ay natuklasan noong 1931, at, sa katunayan, ito ay isang regular na alkohol gel, kung saan ang lahat ng alkohol ay inalis sa pamamagitan ng pag-init, nag-iiwan ng isang network ng mga channel na puno ng hangin. Ang mga katangian ng pagkakabukod ng init na may parehong kapal ay hanggang sa 7.5 beses na mas mataas kaysa sa foam o mineral wool, habang praktikal na transparent ito. Ang isang maginoo na tirahan na ginawa mula rito at sa Lupa, na ganap na malinaw, ay hindi mangangailangan ng pag-init, maliban sa mahabang gabi ng polar.
Kapansin-pansin, sa katunayan, ang materyal na ito ay nasubukan na sa Mars: Ang mga rovers ng Amerika ay gumagamit ng airgel upang ang kanilang mga panloob na instrumento ay hindi masyadong mag-overcool sa panahon ng Martian night, kung ang temperatura ay maaaring bumaba sa -90 degrees.
Ang mga mananaliksik na nagpanukala ng gayong mga domes bilang isang paraan upang isang araw ay lumipat sa Mars ay tandaan na ang mga airgel domes ay madaling bitbitin sa mahabang distansya. Bukod dito, ipinakita na ng mga eksperimento sa terrestrial laboratories na kahit na ang mga kamatis ay lumalaki nang buo sa isang analogue ng lupa ng Martian, kung ang temperatura ay magiging normal. Hindi na kailangang gumastos ng maraming tubig para sa kanila alinman: wala itong kahit saan na sumingaw mula sa ilalim ng simboryo, iyon ay, kahit na ang isang maliit na halaga nito ay patuloy na natupok ng mga halaman na "sa isang bilog". Sa pamamagitan ng paraan, upang kumpirmahin ang mga panukalang ito, plano ng mga may-akda na ilipat ang mga eksperimento sa Antarctica - ang mga tuyong lambak ng McMurdo, na labis na malapit sa Mars sa mga tuntunin ng klima at kawalang tubig.
Tama ang musk: ang Mars ay talagang maaaring bombahin - at posibleng magamit (ngunit hindi isang katotohanan)
Ang pinaka-radikal na paraan upang malutas ang problema, tulad ng madalas na nangyayari, ay iminungkahi ni Elon Musk: upang bombahin ang mga poste ng Mars ng mga thermonuclear bomb. Ang mga pagsabog ay dapat na singaw ang carbon dioxide, na bumubuo sa karamihan ng yelo sa mga polar cap ng planeta. Lilikha ang CO2 ng isang epekto sa greenhouse, iyon ay, mula sa mga pambobomba sa nukleyar sa ika-apat na planeta ito ay seryosong magpapainit at sa mahabang panahon.
Totoo, sa 2018 isang pag-aaral na na-sponsor ng NASA ang naglagay ng isang ganap na magkakaibang pananaw: walang silbi ang bombahin ang mga poste. At sa pangkalahatan, ang lahat ng carbon dioxide ng Mars ay hindi sapat upang lumikha ng isang kapaligiran na sapat na siksik para sa seryosong pag-init. Ayon sa mga kalkulasyon ng "nasov" na pang-agham na pangkat, na natunaw ang mga polar cap ng carbon dioxide, ang presyon doon ay maaaring itaas lamang ng 2.5 beses. Magiging mas mainit ito, ngunit nasa temperatura pa rin ng Antarctic - at ang kapaligiran ay 60 beses na mas payat kaysa sa atin. Direktang binanggit ng mga may-akda ng akda ang tao na ang puntong pananaw ay pinupuna nila: Elon Musk. Ngunit ito, tila, ay hindi nag-abala sa kanya kahit kaunti.
Kahit sa Mars, makakahanap ka ng isang canyon ng libu-libong mga kilometro ang haba - at manirahan dito.
Ang Mars ay may napaka-hindi pangkaraniwang mga tampok sa pagpapaginhawa na hindi matatagpuan sa Earth. Ang isa sa mga ito ay ang 4,000-kilometrong haba ng Mariner Valley canyon system, ang pinakamatagal na kilala sa solar system. Ang lapad nito ay hanggang sa 200 kilometro, at ang lalim nito ay hanggang sa 7 kilometro. Nangangahulugan ito na sa ilalim ng mga canyon, ang presyon ng atmospera ay isa at kalahating beses na mas mataas at kapansin-pansin na mas mainit at mas mahalumigmig kaysa sa natitirang planeta. Ito ay higit sa bahagi ng Mariner Valleys na ang spacecraft ay naglitrato ng tunay na mga fog mula sa singaw ng tubig (nakalarawan sa ibaba), at sa mga dalisdis ng iba pang mga lugar - madilim na mga bakas ng mga sapa sa buhangin, at ang mga sapa na ito ay kahina-hinala na katulad ng tubig.
Ang mga lambak ng Marino ay hindi malawak sa kung saan - sa ilang mga lugar ang kanilang lapad ay ilang kilometro lamang. Matagal nang iminungkahi na takpan ang mga nasabing lugar ng baso na simboryo, na naniniwalang sapat na ito upang mapanatili ang init at bumuo ng isang lokal na mataas na temperatura. Ang isang airgel dome sa ibabaw ng naturang lugar na may tubig ay maaaring humantong sa pagbuo ng isang lokal na medyo mainit na klima na may sariling ulan at tubig. Ang mga nasabing lugar ay maaaring maitayo nang paunti-unti, at mas malaki ang lugar na natatakpan ng mga abutting domes, mas mataas ang average na temperatura (mas mababa ang pagkawala ng init sa mga pader). Kaya, sa katunayan, ang isang unti-unting, "gumagapang" na terraforming ay maaaring tumagal ng isang napakalaking lugar ng planeta.
Ano ang mali sa mga kalkulasyon ng NASA at bakit ang mga hindi sumasang-ayon na siyentipiko ay tinanggap na sa SpaceX?
Mayroong isang mas madaling paraan sa global warming ng Mars sa temperatura ng Earth. Tulad ng nabanggit ng isa pang pangkat ng mga siyentista, nasubukan na namin ang pamamaraang ito sa Earth, nang hindi nais - naglalabas ng 37 bilyong toneladang carbon dioxide sa kapaligiran nito at unti-unting nadaragdagan ang temperatura sa planeta. Ang landas na ito ay mga greenhouse gas.
Siyempre, walang karbon sa Mars na maaaring lumikha ng isang epekto sa greenhouse kung masunog. At ang CO2 ay hindi ang pinaka mahusay na greenhouse gas. Mayroong mas mahusay na mga kandidato, kung saan ang pinaka-maaasahan ay SF6. Ang Molekyul nito ay binubuo ng isang sulfur atom, kung saan anim na mga atomo ng fluorine ang dumidikit. Dahil sa "kalakhan" nito, perpektong naharang ng molekula ang parehong ultraviolet at infrared radiation, habang nagpapadala ng mahusay na nakikitang ilaw. Sa mga tuntunin ng lakas ng greenhouse effect na dulot nito, 34,900 beses itong mas malaki kaysa sa carbon dioxide. Iyon ay, isang milyong tonelada lamang ng sangkap na ito ang magbibigay ng parehong epekto sa greenhouse tulad ng sampu-sampung bilyong toneladang CO2 na ibinubuga ng sangkatauhan ngayon.
Bilang karagdagan, ang SF6 gas ay napakahusay - ang oras ng buhay nito sa himpapawing ay mula 800 hanggang 3200 taon, depende sa panlabas na kundisyon. Nangangahulugan ito na hindi mo kailangang magalala tungkol sa pagkabulok nito sa atmospera ng Martian: sa sandaling magawa, mananatili ito doon sa napakahabang panahon. Bilang karagdagan, ang gas ay hindi nakakasama sa mga tao at lahat ng mga nabubuhay na organismo. Sa katunayan, sa Mars, kapaki-pakinabang ito, sapagkat ito ay pumipigil sa mga sinag ng UV na hindi mas masahol kaysa sa osono, na wala pa.
Ayon sa mga kalkulasyon, sa halos 100 taon, ang pag-iniksyon ng mga super-greenhouse gas ng ganitong uri ay maaaring itaas ang temperatura sa planeta ng sampu-sampung degree.
Nakatutuwa na medyo mas maaga, sa suporta ng NASA, isa pang gawaing pang-agham ang naisakatuparan, na naglalarawan ng ganoong senaryo - ang nakakagulat na Mars ng Mars dahil sa mga gawa ng tao na greenhouse gases na nadagdagan ang kahusayan. Ang isa sa mga may-akda ng gawaing ito ay si Marina Marinova, na nagtatrabaho sa NASA nang mahabang panahon, at ngayon ay nakakuha siya ng trabaho sa SpaceX. Bukod dito, tinukoy ito mismo ni Elon Musk bilang isang kapwa may-akda, na pinupuna ang akdang nagsasalita ng kakulangan ng CO2 sa Mars, na pinipigilan umano itong gawing isang planeta na may temperatura na malapit sa Earth.
Isang mahalagang tampok ng napakalakas na epekto ng greenhouse: pagkatapos ng pag-init ng lupa ng Martian, ang CO2 na nakagapos dito ay dapat palabasin sa himpapawid, na lalong nagpapataas ng pag-init ng planeta.
Kailan talaga magmukhang Earth ang Mars?
Habang ang SF6 ay maaaring makapagpabago ng buong planeta, dapat itong malinaw na maunawaan na hindi ito mangyayari bukas. Ayon sa mga kalkulasyon, para dito kailangan mong gumastos ng bilyun-bilyong kilowatt-oras sa isang taon - at gugulin ang mga ito sa Mars, na ginagawa ang parehong SF6 gas mula sa isang lupa na mayaman sa fluorine at grey na lupa. Iyon ay, ang mga nagnanais na terraform ay kailangang magtayo ng isang buong 500 megawatt nuclear power plant sa planeta, mga awtomatikong pasilidad sa produksyon na patuloy na naglalabas ng SF6 gas sa himpapawid. Ang prosesong ito ay magbibigay ng nasasalat na mga resulta pagkatapos ng daang taon ng trabaho. Sa gayon, o medyo mas mabilis na may napakalaking pamumuhunan sa paglikha ng mga pabrika.
Sa lahat ng oras na ito, ang mga taong nagbibigay ng kanilang mga aktibidad at nag-aaral sa Mars ay kailangang manirahan sa kung saan. Malinaw na ang pinakamahusay na solusyon para sa lokal na pagbabago ng planeta sa mga lugar ng kanilang pag-areglo ay ang mga airgel domes. Iyon ay, kung kinakailangan, ang terraforming ay magpapatuloy sa dalawang paraan nang sabay-sabay: lokal - para sa kasalukuyang mga kolonyista sa tulong ng mga domes - at pandaigdigan - para sa planeta sa kabuuan.
Sino ang maaaring mabuhay na sa Mars - at kung bakit ito mahalaga
Ang mga puno ng Apple sa Red Planet ay hindi mamumulaklak sa malapit na hinaharap, ngunit ang mga panlabas na halaman ay maaaring talagang dumating doon nang mas maaga kaysa sa iniisip namin.
Bumalik noong 2012, ang German Aerospace Agency ay nagsagawa ng isang eksperimento sa mga arctic lichen Xanthoria elegans. Siya ay pinananatili sa isang presyon ng 150 beses na mas mababa kaysa sa Earth - nang walang oxygen, sa temperatura ng Martian. Sa kabila ng dayuhan na likas na katangian ng kapaligiran, ang lichen ay hindi lamang nakaligtas, ngunit hindi rin nawalan ng kakayahang matagumpay na potosintesis (sa mga panahon na gumagaya sa mga oras ng liwanag ng araw).
Nangangahulugan ito na sa isang bilang ng mga rehiyon ng Mars - ang parehong Mga lambak ng mga Mariner - ang mga nasabing organismo sa equatorial zone ay maaari nang mabuhay ngayon. At pagkatapos ng pagsisimula ng paggawa ng SF6 gas sa Mars, ang teritoryo na angkop para sa kanila ay magsisimulang lumawak nang mabilis. Tulad ng ibang mga lichens, ang matikas na Xanthoria ay gumagawa ng oxygen habang potosintesis. Sa totoo lang, ito ay ang pagpapalabas ng mga lichens sa lupa sa lupa mga 1.2 bilyong taon na ang nakakaraan (0.7 bilyong taon bago ang mas mataas na mga halaman) na pinapayagan ang himpapawid ng lupa na taasan ang pagtaas ng nilalaman ng oxygen sa antas ng terrestrial highlands ngayon. Malamang, sa Mars, ang mga lichens ay magkakaroon ng parehong pag-andar - upang ihanda ang kapaligiran upang mas madali para sa mas kumplikadong mga nilalang na manirahan dito.
Marahil mga tao.
