اخیراً برنامه‌های زیادی در مورد توسعه مریخ و استقرار پایگاه‌هایی برای فضانوردان و مهاجران در آنجا انجام شده است. اما اگر مردم واقعاً بخواهند روزی در آنجا زندگی کنند، سیاره سرخ باید کاملاً زمین‌بندی شود. چه چیزی برای این مورد نیاز است؟ بشریت همیشه آرزوی پرواز به ستاره های دور را داشته است، مردم می خواستند در فضا سفر کنند، در سیارات دیگر زندگی کنند. اخیراً در مورد چنین پروازهایی و چشم انداز مهاجرت انسان به سیارات دیگر، ساخت موشک و برنامه ریزی سفرهای فضایی، صحبت و نوشته های زیادی شده است. امروز، می‌خواهم در نظر بگیرم که آیا می‌توانیم مریخ را به یک زمین جدید تبدیل کنیم، چگونه سیاره سرخ را زمین‌سازی کنیم، و آیا اصولاً این امکان وجود دارد یا خیر.
همچنین بخوانید: چه چیزی می تواند ما را از استعمار مریخ باز دارد؟
آیا در مریخ حیات وجود دارد؟
مریخ سیاره ای است که اخیرا در سرفصل اخبار و مقالات علمی قرار گرفته است. مریخ قطعا سیاره ای در منظومه شمسی است که ما بیشترین توجه را به آن داریم. این نه تنها به این دلیل است که کاملاً به زمین نزدیک است (در مقایسه با سیارات دیگر)، بلکه به دلیل ویژگی هایی است که آن را تا حدودی به سیاره ما شبیه می کند. البته، تا آنجا که ممکن است در یک جرم آسمانی فاقد حیات، اکسیژن در جو، و طوفان های شن خروشان تمام سطح سیاره را در بر گرفته است.
در طول چند دهه گذشته، دانشمندان چیزهای زیادی در مورد تکامل مریخ و شرایط روی سطح آن آموخته اند که دیدگاه آنها را تغییر داده است. در حالی که این شرایط چندان مساعد نیست. ما اکنون می دانیم که اگرچه مریخ در حال حاضر سیاره ای بسیار سرد، خشک و غیرقابل پذیرش است، اما همیشه اینطور نبوده است. علاوه بر این، دانشمندان متوجه شدند که حتی در شکل فعلی آن، مریخ و زمین اشتراکات زیادی دارند. اول از همه، این دو سیاره از نظر اندازه، شیب محور، ساختار، ترکیب و حتی وجود آب در سطح آنها مشابه هستند. به همین دلیل و به دلیل نزدیکی نسبی آن به زمین، مریخ به عنوان نامزد اصلی برای اسکان انسان در آینده در نظر گرفته می شود. این چشم انداز در صورتی امکان پذیر خواهد بود که بتوان شرایط روی کره زمین را مطابق با نیازهای انسان (ترافورمینگ) تغییر داد. با وجود شباهت های ذکر شده، تبدیل مریخ به سیاره ای مناسب تر برای زندگی انسان، مشکلات زیادی را به همراه خواهد داشت. اول، یک جو بسیار نازک و غیر قابل تنفس وجود دارد که از 96٪ دی اکسید کربن، 1,93٪ آرگون و 1,89٪ نیتروژن و همچنین ردپایی از اکسیژن و بخار آب تشکیل شده است.
با این حال، به جای بیان حقایق دایره المعارفی در مورد اندازه و ترکیب سیاره، جالب تر است که به گذشته مریخ نگاه کنیم، زیرا ممکن است زمانی بسیار شبیه به زمین بوده است. برخی از دانشمندان، بر اساس داده های جمع آوری شده توسط کاوشگرها و مریخ نوردهای مریخ، نشان می دهند که زمانی آب به شکل دریاها و آب های کم عمق بیشتر سیاره سرخ را پوشانده است. اما احتمالاً حدود 4 میلیارد سال پیش بود. از آن زمان تاکنون، چیزهای زیادی تغییر کرده است و دانشمندان بر این باورند که تغییر در جو منجر به ناپدید شدن آب در این سیاره شده است. روزی روزگاری، جو مریخ ممکن است ترکیب متفاوتی داشته باشد و احتمالاً آنقدر متراکم بوده که بتواند اقیانوسی از آب مایع را تحمل کند.
همچنین بخوانید: فضایی در رایانه شما. 5 بهترین اپلیکیشن نجوم
چرا جو مریخ تا این حد تغییر کرده است؟
ساختارهای شنی غول پیکر مشاهده شده در سطح مریخ هیچ مشابهی در زمین ندارند و منحصر به سیاره سرخ هستند. آنها در مورد جو باستانی مریخ چه چیزی می توانند به ما بگویند؟ دانشمندان تصور می‌کنند که شکل‌گیری آنها در اثر برخورد بادها و طوفان‌هایی که در اتمسفر نازک سیاره موج می‌زنند، به وجود آمده است. آنها تپه ها و صخره های مشخصی را ایجاد می کنند که 3,7 میلیارد سال پیش شروع به شکل گیری کردند و ما امروز آنها را مطالعه می کنیم.
بنابراین، مطالعه ساختار سطح می تواند به تعیین زمان از دست دادن بیشتر اتمسفر مریخ کمک کند. اما جو کجا رفت؟ این سوال در درجه اول مورد توجه دانشمندان است. از آنجایی که مریخ کوچکتر از زمین است، کشش گرانشی آن ضعیف تر است و احتمالاً برای نگه داشتن جو سیاره کافی نبوده است. تشعشعات خورشیدی (یعنی ذراتی که از خورشید به فضا پرتاب می شوند) احتمالاً بیشتر جو مریخ را از بین برده است. در واقع، جو مریخ تحت تأثیر این تشعشعات همچنان به نازک شدن ادامه می دهد.
همچنین بخوانید: کیهان: غیرمعمول ترین اجرام فضایی
اما هنوز آب در آنجا وجود دارد - گاهی اوقات حتی مایع!
در مریخ آب بوده و هست! صخره‌های زنگ‌زده مریخ که به همین دلیل به آن سیاره سرخ نیز می‌گویند، گواه گذشته‌ای پر از آب است. مریخ پوشیده از دره‌های عمیق، بستر رودخانه‌های خشک، دریاچه‌ها، سنگ‌های صاف - سنگریزه‌هایی است که شبیه به آنهایی است که روی زمین در محیطی که آب جریان دارد، تشکیل شده است. دانشمندان مدت ها بر این باور بودند که دوره گرم و مرطوب در مریخ نسبتا کوتاه بوده است، اما مطالعات نشان می دهد که پوشش آبی آن ممکن است بسیار طولانی تر از آنچه قبلا تصور می شد وجود داشته باشد. کاوشگر آزمایش علمی تصویربرداری با وضوح بالا (HiRISE) از مدار مریخ داده ها و تصاویر بسیار دقیقی از سطح این سیاره ارائه کرد که به لطف آنها، محققان ویژگی های بیش از 200 بستر رودخانه باستانی را تجزیه و تحلیل کردند. بر اساس اندازه کانال ها، شکل آنها و سن نسبی زمین های اطراف، تیم به این نتیجه رسیدند که بین 3,8 تا 2 میلیارد سال پیش، آب بر سطح مریخ جریان داشته است.
یکی از مریخ نوردهایی که از سال 2012 روی سطح مریخ بوده است، کنجکاوی، پیش از این شواهدی را ارائه کرده است که نشان می دهد مریخ قبلا آب داشته است. این تیم با استفاده از داده های مریخ نورد کنجکاوی ناسا مشخص شد که این آب است که باعث رسوب سنگ های رسوبی در دهانه گیل شده است. لایه های این سنگ های رسوبی اساس توده کوه شارپ را تشکیل می دهند که در مرکز دهانه قرار دارد. داده های به دست آمده از مریخ نورد نشان می دهد که بین 3,8 تا 3,3 میلیارد سال پیش، نهرها و دریاچه های متعددی در این مکان وجود داشته که رسوبات آنها به تدریج لایه های زیرین کوه شارپ را تشکیل می دهند. یعنی پر شدن حداقل لایه های زیرین توده کوه در یک دوره حدود 500 میلیون ساله رخ داده است.
این مطالعات دلیلی را به دانشمندان می دهد که بگویند قطعاً آب در سطح مریخ وجود داشته است و دانش جدید زیادی در مورد توسعه فرآیندهای تکاملی در مریخ چه در گذشته و چه در حال حاضر اضافه می کند. امروزه آب در مریخ به شکل یخ در زیر لایه نازکی از خاک مریخ است. گاهی اوقات، زمانی که دما اجازه می دهد (این اتفاق می افتد که در مریخ تا +20 درجه سانتیگراد افزایش می یابد)، یخ ها به صورت محلی ذوب می شوند و آب مایع به سمت پایین دامنه های سنگی جریان می یابد.
با این حال، دانشمندان می گویند که آنها به راستی آزمایی حقایق وجود آب در مریخ ادامه می دهند. هنوز نظر واحدی در این مورد وجود ندارد. سوال اصلی این است که دلایل تبدیل سیاره از مرطوب و نسبتاً گرم به کویری و سرد چیست؟
همچنین بخوانید: مهم ترین و جالب ترین ماموریت های فضایی در سال 2021
چگونه مریخ را می توان زمینی کرد؟
برای این موضوع هیچ کمبودی وجود ندارد. چندین پیشنهاد برای چگونگی قابل سکونت کردن مریخ برای مستعمره‌نشینان انسان وجود دارد. در سال 1964، Dandridge M. Cole از ایجاد یک اثر گلخانه ای در مریخ حمایت کرد. به نظر او، اگر یخ متشکل از آمونیاک را از قسمت بیرونی منظومه شمسی تحویل دهید و سپس آن را روی سطح بیندازید، می‌توانید انجام دهید. از آنجایی که آمونیاک (NH3) یک گاز گلخانه ای قدرتمند است، ورود آن به جو مریخ باعث غلیظ شدن آن و افزایش دمای کره زمین می شود. از آنجایی که آمونیاک عمدتاً از نیتروژن تشکیل شده است، می تواند اتمسفر را با گازی به اصطلاح بافر نیز پر کند که در ترکیب با اکسیژن، فضایی مناسب برای تنفس انسان ایجاد می کند.
روش پیشنهادی دیگر شامل کاهش آلبدو (شدت انعکاس نور توسط سطح سیاره) است که برای آن سطح مریخ باید با مواد تیره پوشانده شود که جذب نور خورشید را افزایش می دهد. این می تواند هر چیزی از غبار فوبوس و دیموس (دو قمر سنگی مریخ و تاریک ترین اجرام منظومه شمسی) گرفته تا گلسنگ های شدید و گیاهان تیره باشد. یکی از سرسخت ترین حامیان این تصمیم نویسنده و دانشمند معروف کارل ساگان بود.
در سال 1976، ناسا رسماً موضوع مهندسی سیاره را در نظر گرفت. دانشمندان کشف کرده‌اند که ارگانیسم‌های فتوسنتزی، ذوب شدن یخ‌های قطبی و انتشار گازهای گلخانه‌ای در جو همگی می‌توانند برای ایجاد فضای گرم‌تر و غنی‌تر از اکسیژن استفاده شوند.
در سال 1993، بنیانگذار جامعه مریخی، دکتر رابرت زوبرین، و کریستوفر پی. مک کی از ناسا به طور مشترک مقاله "نیازهای تکنولوژیکی برای شکل گیری زمین" مریخ را نوشتند. در آن، آنها پیشنهاد کردند از آینه هایی که در مدار سیاره قرار گرفته اند برای گرم کردن مستقیم سطح آن استفاده شود. این آینه ها که در نزدیکی قطب ها قرار دارند، می توانند ورقه یخ را ذوب کرده و به گرم شدن کره زمین کمک کنند. در همان مقاله، آنها استدلال کردند که سیارک‌های جمع‌آوری‌شده در منظومه شمسی می‌توانند برای برخورد به سطح، هدایت گرد و غبار و گرم کردن جو هدایت شوند. چرا باید از موشک های هسته ای-الکتریکی یا هسته ای- حرارتی برای پرتاب تمام مواد لازم به مدار استفاده کنید.
پیشنهادهای جدیدتر ایجاد گلخانه های مهر و موم شده ای را پیشنهاد می کند که در آن کلنی هایی از سیانوباکترها و جلبک هایی که اکسیژن تولید می کنند زندگی می کنند. در سال 2014، ناسا Techshot Inc. گزارش داد که کار روی چنین مفهومی قبلاً آغاز شده است.
در آینده، ناسا قصد دارد قوطی‌های کوچکی از جلبک‌های فتوسنتزی افراطی و سیانوباکتری‌ها را برای آزمایش این فرآیند در محیط مریخ روی یک مریخ نورد بفرستد. در صورت موفقیت آمیز بودن ماموریت، ناسا و تک شات قصد دارند چندین گلخانه بزرگ برای تولید و جمع آوری اکسیژن برای پروازهای آینده انسان به مریخ بسازند که با کاهش میزان اکسیژنی که باید حمل شود، هزینه ها را کاهش می دهد و ماموریت ها را افزایش می دهد.
اگرچه این طرح ها شامل مهندسی محیط زیست یا سیاره نمی شود، یوجین بولاند (دانشمند ارشد شرکت تک شات) معتقد است که این گامی در مسیر درست است. همچنین ایده هایی برای منفجر کردن بمب های اتمی در سطح مریخ وجود داشت (الون ماسک زمانی طرفدار این مفهوم بود) که باعث ایجاد مقدار زیادی غبار می شد که اشعه های خورشید را مسدود می کرد و در نتیجه سیاره را گرم می کرد.
همچنین بخوانید: پشتکار و نبوغ در مریخ چه خواهد کرد؟
گرم شدن کره زمین: آیا مریخ را می توان گرم کرد؟
خوشبختانه یا متاسفانه بسته به دیدگاه شما، ما انسان ها تجربه زیادی در گرم شدن کره زمین داریم. طی یک قرن انتشار دی اکسید کربن، ما به طور ناخواسته دمای سطح زمین را از طریق یک مکانیسم ساده گلخانه ای افزایش داده ایم. ما دی اکسید کربن منتشر می کنیم که در عبور نور خورشید و جلوگیری از خروج تابش گرما بسیار خوب است، بنابراین مانند یک پتوی بزرگ نامرئی روی زمین عمل می کند. گرمای افزایش یافته به تبخیر آب اقیانوس ها به جو کمک می کند که در نتیجه لایه پوششی دیگری دریافت می کند که باعث افزایش دما می شود که به نوبه خود منجر به تبخیر آب بیشتر و گرم شدن بیشتر جو سیاره می شود.
اگر روی زمین کار کند، شاید روی مریخ هم کار کند. جو مریخ تقریباً به طور کامل در فضا ناپدید شده است، اما سیاره سرخ دارای ذخایر عظیمی از یخ آب و دی اکسید کربن منجمد در کلاهک های قطبی و درست زیر سطح سیاره است.
اگر انسان بتواند به نوعی کلاهک های قطبی را گرم کند، می تواند دی اکسید کربن کافی را در جو آزاد کند تا باعث گرم شدن گلخانه شود. تنها کاری که ما باید انجام دهیم این است که برویم، تماشا کنیم و قرن‌ها منتظر باشیم تا فیزیک کار خود را انجام دهد و مریخ را به مکانی بسیار کمتر تهاجمی تبدیل کند.
متأسفانه، این ایده ساده احتمالاً کار نخواهد کرد. اولین مشکل توسعه فناوری گرمایش است. طرح‌های مورد نیاز برای انجام این کار، از ستون‌های غول‌پیکر گرفته تا ایجاد یک آینه فضایی عظیم که نور و در نتیجه گرمای بیشتری را متمرکز می‌کند، نیاز به جهش‌های اساسی در فناوری و تولید در فضا دارد که بسیار فراتر از توانایی‌های کنونی بشر است. به عنوان مثال، در مورد یک آینه فضایی، ما باید حدود 200 تن آلومینیوم را در جایی در فضا استخراج کنیم، در حالی که امروز می توانیم ... خوب، صفر تن آلومینیوم در فضا استخراج کنیم.
به تدریج متوجه می‌شویم که دی‌اکسید کربن کافی در مریخ برای ایجاد روند گرم شدن وجود ندارد. در حال حاضر فشار اتمسفر در مریخ از یک درصد فشار جوی زمین بیشتر نیست. اگر بتوانیم هر مولکول CO2 و H2O را در مریخ به اتمسفر تبخیر کنیم، فشار روی سیاره سرخ 2 درصد فشار اتمسفر زمین خواهد بود.
دو برابر فشار اتمسفر برای جلوگیری از جوشیدن عرق روی پوست و ده برابر بیشتر برای جلوگیری از نیاز فردی به لباس فضایی لازم است. و ما در مورد کمبود اکسیژن صحبت نمی کنیم.
برای حل مشکل کمبود گازهای گلخانه ای در دسترس، چندین پیشنهاد اساسی وجود دارد. شاید برای این کار بتوانید از گیاهانی استفاده کنید که کلروفلوئوروکربن منتشر می کنند که گازهای گلخانه ای واقعاً تهاجمی هستند. یا می توانیم تعدادی دنباله دار غنی از آمونیاک را از بیرون منظومه شمسی جذب کنیم. آمونیاک یک گاز گلخانه ای عالی است و در نهایت به نیتروژن بی ضرر تجزیه می شود که بیشتر جو ما را تشکیل می دهد.
با فرض اینکه بتوانیم بر چالش های تکنولوژیکی مرتبط با این پیشنهادات غلبه کنیم، یک مانع عظیم وجود دارد: عدم وجود میدان مغناطیسی. اگر از مریخ با میدان مغناطیسی محافظت نکنیم، هر مولکولی که وارد جو می شود توسط باد خورشیدی منفجر می شود.
آسان نخواهد بود. راه حل های خلاقانه زیادی وجود دارد. شاید بتوانیم یک آهنربای الکتریکی عظیم در فضا بسازیم تا باد خورشیدی را منحرف کند. یا می‌توان مریخ را با یک ابررسانا کمربندی کرد و یک مگنتوسفر مصنوعی ایجاد کرد. البته ما تا اجرای حداقل یکی از این راهکارها بسیار فاصله داریم. بنابراین آیا ما هرگز قادر خواهیم بود مریخ را در آینده شکل دهیم و آن را مهمان نوازتر کنیم؟ البته از نقطه نظر علمی امکان پذیر است - ما هیچ قانون اساسی فیزیک نداریم که از آن جلوگیری کند ...
همچنین بخوانید: چین نیز مشتاق کشف فضا است. پس حالشون چطوره؟
چرا این همه دانشمند؟
حتی سناریوهای بیشتری برای شکل دادن به مریخ وجود دارد، اما سوال بزرگ این است که چرا واقعاً به آن فکر می کنیم؟ فراتر از چشم انداز ماجراجویی و این ایده که بشریت در حال احیای دوران جسورانه اکتشافات فضایی است، دلایل متعددی وجود دارد که چرا مریخ برای شکل گیری زمین پیشنهاد شده است. اول، این ترس وجود دارد که تأثیر بشر بر سیاره زمین عواقب فاجعه باری داشته باشد و اگر بخواهیم در دراز مدت زنده بمانیم، باید یک «سایت پشتیبان» ایجاد کنیم. ناگفته نماند مزایای مستقیمی که توسعه علم و فناوری می تواند برای همه به همراه داشته باشد. دلایل دیگر امکان گسترش پایگاه منابع ما و تبدیل شدن به تمدنی است که نیازی به ترس از اتمام منابع ندارد. یک مستعمره در مریخ امکان استخراج معادن در سیاره سرخ را فراهم می کند، جایی که مواد معدنی و یخ آب فراوان هستند و می توان از آنها استفاده کرد. پایگاهی در مریخ همچنین می‌تواند به عنوان نقطه شروعی برای استفاده از کمربند سیارک‌ها باشد که به ما امکان دسترسی به مقدار مناسبی از مواد معدنی را می‌دهد تا تقریباً برای همیشه آنها را به وفور داشته باشیم.
با کنار گذاشتن مسئله آشکار اراده انسان و هزینه های واقعاً نجومی، لازم است درک کنیم که چنین تلاش هایی تا زمانی که بشریت وجود دارد ادامه خواهد داشت. همانطور که ناسا در مقاله فوق در سال 1976 گزارش داد: «هیچ محدودیت اساسی و غیرقابل عبور برای توانایی مریخ برای پشتیبانی از اکوسیستم زمین شناسایی نشده است. فقدان اتمسفر حاوی اکسیژن باعث می شود انسان ها بدون اقدام قبلی در مریخ زندگی نکنند. اشعه ماوراء بنفش قوی موجود از سطح یک مانع جدی اضافی است. ایجاد جوی مناسب حاوی اکسیژن در مریخ با کمک موجودات فتوسنتزی کننده امکان پذیر است. با این حال، زمان لازم برای ایجاد چنین فضایی می تواند حتی چند میلیون سال باشد.»
در عین حال، دانشمندان توافق دارند که این دوره را می توان با ایجاد ارگانیسم های افراطی سازگار با محیط خشن مریخ، ایجاد اثر گلخانه ای و ذوب یخ های قطبی به شدت کوتاه کرد. با این حال، زمان لازم برای تغییر شکل مریخ احتمالاً هنوز قرن ها یا هزاره ها خواهد بود. با این حال، اگر فرصتی پیش آمد، هیچ مانعی نمی‌تواند ما را از هم‌اکنون آغاز کند. مزایای علمی و فناوری، که در نتیجه آماده سازی و کارهای اولیه ظاهر می شود، می تواند بسیار زیاد باشد.
همچنین بخوانید:
من همه را دعوت می کنم به مریخ پرواز کنند!
ما منتظر توزیع زمین در مریخ هستیم.