U posljednje vrijeme postoje mnogi planovi za razvoj Marsa i postavljanje baza za astronaute i doseljenike. No, ako ljudi doista tamo jednog dana žele živjeti, Crveni planet morat će se temeljito teraformirati. Što je potrebno za ovo? Čovječanstvo je oduvijek sanjalo o letu do dalekih zvijezda, ljudi su željeli putovati u svemir, živjeti na drugim planetima. U posljednje vrijeme se puno govori i piše o ovakvim letovima i perspektivama seobe ljudi na druge planete, grade se rakete, planiraju svemirske ekspedicije. Danas bih želio razmotriti hoćemo li Mars moći pretvoriti u novu Zemlju, kako teraformirati Crveni planet i je li to načelno moguće.
Pročitajte također: Što nas može spriječiti u kolonizaciji Marsa?
Ima li života na Marsu?
Mars je planet koji je u posljednje vrijeme na naslovnicama znanstvenih vijesti i članaka. Mars je definitivno planet Sunčevog sustava kojem posvećujemo najviše pažnje. To nije samo zato što je prilično blizu Zemlji (u usporedbi s drugim planetima), već i zbog karakteristika koje ga čine donekle sličnim našem planetu. Naravno, koliko god je to moguće na nebesko tijelo lišeno života, kisika u atmosferi, i na kojem bjesne pješčane oluje koje pokrivaju cijelu površinu planeta.
Tijekom proteklih nekoliko desetljeća znanstvenici su naučili mnogo o evoluciji Marsa i uvjetima na njegovoj površini, što je promijenilo njihovu perspektivu. Iako ovi uvjeti nisu baš povoljni. Sada znamo da iako je Mars trenutno vrlo hladan, suh i negostoljubiv planet, nije uvijek bilo tako. Štoviše, znanstvenici su primijetili da čak iu sadašnjem obliku Mars i Zemlja imaju mnogo toga zajedničkog. Prije svega, dva su planeta slična po veličini, nagibu osi, strukturi, sastavu pa čak i prisutnosti vode na površini. Iz tog razloga i zbog svoje relativne blizine Zemlji, Mars se smatra glavnim kandidatom za ljudsko naselje u budućnosti. Ova će perspektiva biti moguća ako je moguće transformirati uvjete na planetu u skladu s ljudskim potrebama (teraformiranje). Unatoč spomenutim sličnostima, transformacija Marsa u planet pogodniji za ljudski život izazvat će mnoge poteškoće. Prvo, postoji vrlo tanka atmosfera koja se ne može disati, a sastoji se od 96% ugljičnog dioksida, 1,93% argona i 1,89% dušika, kao i tragova kisika i vodene pare.
Međutim, umjesto recitiranja enciklopedijskih činjenica o veličini i sastavu planeta, zanimljivije je pogledati prošlost Marsa, jer je nekada možda bio puno sličniji Zemlji. Neki znanstvenici, na temelju podataka koje su prikupile marsovske sonde i roveri, sugeriraju da je voda u obliku mora i plitke vode nekada prekrivala veći dio Crvenog planeta. Ali to je vjerojatno bilo prije otprilike 4 milijarde godina. Od tada se mnogo toga promijenilo, a znanstvenici vjeruju da je promjena atmosfere dovela do nestanka vode na planetu. Nekada davno, Marsova atmosfera je možda imala drugačiji sastav i vjerojatno je bila dovoljno gusta da podnese ocean tekuće vode.
Pročitajte također: Prostor na vašem računalu. 5 najboljih aplikacija za astronomiju
Zašto se Marsova atmosfera toliko promijenila?
Divovske pješčane strukture opažene na površini Marsa nemaju ništa slično na Zemlji i jedinstvene su samo na Crvenom planetu. Što nam mogu reći o drevnoj atmosferi Marsa? Znanstvenici pretpostavljaju da je njihov nastanak uzrokovan utjecajem na površinu vjetrova i uragana koji bjesne u tankoj atmosferi planeta. Oni stvaraju karakteristične dine i stijene koje su se počele formirati prije 3,7 milijardi godina, a koje danas proučavamo.
Stoga proučavanje strukture površine može pomoći u određivanju kada je Mars izgubio najveći dio atmosfere. Ali gdje je nestala atmosfera? Ovo pitanje prvenstveno zanima znanstvenike. Budući da je Mars manji od Zemlje, njegova gravitacijska sila je slabija i vjerojatno ne bi bila dovoljna da zadrži atmosferu planeta. Sunčevo zračenje (to jest, čestice koje jure u svemir sa Sunca) vjerojatno je ogolilo Mars od većine atmosfere. Zapravo, Marsova se atmosfera još uvijek stanjuje pod utjecajem ovog zračenja.
Pročitajte također: Svemir: Najneobičniji svemirski objekti
Ali tamo još uvijek ima vode - ponekad čak i tekućine!
Bilo je i postoji voda na Marsu! O prošlosti punoj vode svjedoče stijene Marsa hrđave boje, zbog kojih ga nazivaju i "Crvenim planetom". Mars je prekriven dubokim dolinama, suhim riječnim koritima, jezerima, glatkim kamenjem – oblucima, sličnim onima nastalim na Zemlji u okruženju u kojem voda teče. Znanstvenici su dugo vjerovali da je toplo i vlažno razdoblje na Marsu bilo relativno kratko, ali studije pokazuju da je vodeni pokrivač tamo mogao postojati puno dulje nego što se mislilo. Sonda High Resolution Imaging Science Experiment (HiRISE) iz Marsove orbite dala je podatke i iznimno precizne slike površine planeta, zahvaljujući kojima su istraživači analizirali značajke više od 200 drevnih riječnih korita. Na temelju veličine kanala, njihovog oblika i relativne starosti okolnog terena, tim je zaključio da je voda tekla površinom Marsa između 3,8 i 2 milijarde godina.
Jedan od rovera koji su na površini Marsa od 2012., Curiosity, već je pružio dokaze da je Mars nekada imao vodu. Koristeći podatke s rovera Curiosity, tim NASA utvrdio da je voda uzrokovala taloženje sedimentnih stijena u krateru Gale. Slojevi ovih sedimentnih stijena činili su osnovu planinskog masiva Sharp, koji se nalazi u središtu kratera. Podaci dobiveni s rovera sugeriraju da su prije otprilike 3,8 do 3,3 milijarde godina na ovom mjestu postojali brojni potoci i jezera, čiji su sedimenti postupno formirali donje slojeve planine Sharp. Odnosno, punjenje barem donjih slojeva planinskog masiva dogodilo se u razdoblju od oko 500 milijuna godina.
Ova istraživanja daju razlog znanstvenicima za tvrdnju da je voda definitivno postojala na površini Marsa, te dodaju mnogo novih saznanja o razvoju evolucijskih procesa na Marsu, kako u prošlosti tako iu sadašnjosti. Danas je voda na Marsu u obliku leda ispod tankog sloja Marsovog tla. Ponekad, kada temperatura dopusti (dogodi se da na Marsu poraste i do +20 stupnjeva Celzijusa), led se lokalno otopi i tekuća voda poteče niz stjenovite padine.
Međutim, znanstvenici kažu da nastavljaju provjeravati činjenice o postojanju vode na Marsu. Još uvijek nema jedinstvenog mišljenja o ovom pitanju. Glavno pitanje je koji su razlozi transformacije planeta iz vlažnog i prilično toplog u pustinjsko i hladno.
Pročitajte također: Najvažnije i najzanimljivije svemirske misije u 2021
Kako se Mars može teraformirati?
Ideja za ovo ne nedostaje. Postoji nekoliko prijedloga kako učiniti Mars nastanjivim za ljudske koloniste. Još 1964. Dandridge M. Cole zagovarao je stvaranje efekta staklenika na Marsu. To se, po njegovom mišljenju, može učiniti ako iz vanjskog dijela Sunčevog sustava isporučite led koji se sastoji od amonijaka, a zatim ga bacite na površinu. Budući da je amonijak (NH3) snažan staklenički plin, njegov ulazak u atmosferu Marsa će je zgusnuti i povećati globalnu temperaturu. Budući da se amonijak uglavnom sastoji od dušika, on također može ispuniti atmosferu takozvanim tampon plinom, koji će u kombinaciji s kisikom stvoriti atmosferu pogodnu za ljudsko disanje.
Druga predložena metoda uključuje smanjenje albeda (intenzitet refleksije svjetlosti od površine planeta), za što se površina Marsa mora prekriti tamnim materijalima koji će povećati apsorpciju sunčeve svjetlosti. To može biti bilo što, od prašine Fobosa i Deimosa (dva stjenovita mjeseca Marsa i najtamnijih tijela u Sunčevom sustavu) do ekstremnih lišajeva i tamnih biljaka. Jedan od najvatrenijih zagovornika ove odluke bio je poznati pisac i znanstvenik Carl Sagan.
Godine 1976. NASA je službeno preuzela pitanje planetarnog inženjeringa. Znanstvenici su otkrili da se fotosintetski organizmi, topljenje polarnih ledenih kapa i ispuštanje stakleničkih plinova u atmosferu mogu iskoristiti za stvaranje toplije atmosfere bogate kisikom.
Godine 1993. osnivač marsovske zajednice dr. Robert Zubrin i Christopher P. McKay iz NASA-e zajednički su napisali rad "Tehnološki zahtjevi za teraformiranje Marsa". U njemu su predložili korištenje ogledala postavljenih u orbiti planeta za izravno zagrijavanje njegove površine. Smještena u blizini polova, ova bi zrcala mogla otopiti ledenu ploču i pridonijeti globalnom zatopljenju. U istom su dokumentu tvrdili da se asteroidi prikupljeni u Sunčevom sustavu mogu preusmjeriti da udare u površinu, podižući prašinu i zagrijavajući atmosferu. Zašto trebate koristiti nuklearno-električne ili nuklearno-termalne rakete za lansiranje svih potrebnih materijala u orbitu.
Noviji prijedlozi sugeriraju stvaranje zatvorenih staklenika u kojima će živjeti kolonije cijanobakterija i algi koje proizvode kisik. Godine 2014. NASA Techshot Inc. izvijestio je da je rad na takvom konceptu već započeo.
U budućnosti, NASA namjerava poslati male spremnike ekstremofilnih fotosintetskih algi i cijanobakterija na rover kako bi testirali ovaj proces u Marsovom okruženju. Ako misija bude uspješna, NASA i Techshot namjeravaju izgraditi nekoliko velikih staklenika za proizvodnju i skupljanje kisika za buduće ljudske letove na Mars, što će smanjiti troškove i produžiti misije smanjenjem količine kisika koju je potrebno transportirati.
Iako ovi planovi ne uključuju ekološki ili planetarni inženjering, Eugene Boland (glavni znanstvenik u Techshot Inc.) vjeruje da je ovo korak u pravom smjeru. Postojale su i ideje da se na površini Marsa detoniraju atomske bombe (nekoć je zagovornik tog koncepta bio Elon Musk) koje bi stvorile golemu količinu prašine koja bi blokirala sunčeve zrake i tako zagrijala planet.
Pročitajte također: Što će Perseverance i Ingenuity raditi na Marsu?
Globalno zagrijavanje: može li se Mars zagrijati?
Na sreću ili na žalost, ovisno o vašoj perspektivi, mi ljudi imamo puno iskustva u zagrijavanju planeta. Tijekom stoljeća emisije ugljičnog dioksida, nenamjerno smo povećali temperaturu Zemljine površine pomoću jednostavnog stakleničkog mehanizma. Emitiramo ugljični dioksid, koji je jako dobar u propuštanju sunčeve svjetlosti i sprječavanju toplinskog zračenja da pobjegne, pa se na Zemlji ponaša poput golemog nevidljivog pokrivača. Povećana toplina pridonosi isparavanju oceanske vode u atmosferu, koja na taj način dobiva još jedan pokrovni sloj, što povećava temperaturu, što pak dovodi do isparavanja još više vode i većeg zagrijavanja atmosfere planeta.
Ako radi na Zemlji, možda će raditi i na Marsu. Atmosfera Marsa gotovo je potpuno nestala u svemiru, ali Crveni planet ima ogromne rezerve vodenog leda i smrznutog ugljičnog dioksida u polarnim kapama i neposredno ispod površine planeta.
Kad bi ljudi nekako mogli zagrijati polarne kape, to bi moglo ispustiti dovoljno ugljičnog dioksida u atmosferu da izazove zagrijavanje staklenika. Sve što bismo tada morali učiniti je otići i gledati i čekati stoljećima da fizika učini svoje i učini Mars mnogo manje agresivnim mjestom.
Nažalost, ova jednostavna ideja vjerojatno neće uspjeti. Prvi problem je razvoj tehnike grijanja. Dizajni potrebni za to, od divovskih stupova do stvaranja ogromnog svemirskog zrcala koje bi fokusiralo više svjetla, a time i topline, zahtijevaju radikalne skokove u tehnologiji i proizvodnji u svemiru, daleko iznad trenutnih ljudskih mogućnosti. U slučaju svemirskog zrcala, na primjer, morali bismo izvući oko 200 tona aluminija negdje u svemiru, dok danas možemo izvući... pa, nula tona aluminija u svemiru.
Postupno dolazi do bolne spoznaje da na Marsu nema dovoljno CO2 da izazove trend zagrijavanja. Trenutno atmosferski tlak na Marsu ne prelazi jedan posto Zemljinog atmosferskog tlaka. Kad bismo mogli ispariti svaku molekulu CO2 i H2O na Marsu u atmosferu, pritisak na Crvenom planetu bio bi... 2% atmosferskog tlaka na Zemlji.
Trebao bi dvostruko veći atmosferski tlak da znoj ne kipi na koži, a deset puta veći da čovjeku ne zatreba skafander. I ne govorimo o nedostatku kisika.
Kako bi se riješio problem nedostatka lako dostupnih stakleničkih plinova, postoji nekoliko radikalnih prijedloga. Možda za to možete koristiti biljke koje emitiraju klorofluorougljike, koji su stvarno agresivni staklenički plinovi. Ili bismo mogli privući neke komete bogate amonijakom iz vanjskog Sunčevog sustava. Amonijak je izvrstan staklenički plin i na kraju se razgrađuje u bezopasni dušik, koji čini većinu naše atmosfere.
Pod pretpostavkom da možemo prevladati tehnološke izazove povezane s ovim prijedlozima, ostaje jedna kolosalna prepreka: nepostojanje magnetskog polja. Ako Mars ne zaštitimo magnetskim poljem, svaku molekulu koja uđe u atmosferu otpuhat će solarni vjetar.
Neće biti lako. Postoji mnogo kreativnih rješenja. Možda bismo mogli izgraditi ogroman elektromagnet u svemiru koji bi odbijao sunčev vjetar. Ili bi bilo moguće opasati Mars supravodičem i stvoriti umjetnu magnetosferu. Naravno, vrlo smo daleko od implementacije barem jednog od ovih rješenja. Dakle, hoćemo li ikada moći teraformirati Mars u budućnosti i učiniti ga gostoljubivijim? Naravno, sa znanstvenog stajališta to je moguće - nemamo temeljnih zakona fizike koji to sprječavaju...
Pročitajte također: Kina je također željna istraživanja svemira. Pa kako im ide?
Čemu svi ti znanstvenici?
Postoji još više scenarija za teraformiranje Marsa, ali veliko je pitanje zašto stvarno razmišljamo o tome? Osim mogućnosti avanture i ideje da čovječanstvo oživljava eru hrabrog istraživanja svemira, postoji nekoliko razloga zašto se Mars predlaže teraformirati. Prvo, postoji strah da će utjecaj čovječanstva na planet Zemlju imati katastrofalne posljedice i da ćemo morati stvoriti "rezervno mjesto" ako želimo dugoročno preživjeti. Da ne govorimo o izravnim dobrobitima koje razvoj znanosti i tehnologije može donijeti svima. Drugi razlozi su mogućnost proširenja naše baze resursa i postajanja civilizacijom koja se ne mora bojati iscrpljivanja resursa. Kolonija na Marsu omogućit će rudarenje na Crvenom planetu, gdje minerala i vodenog leda ima u izobilju i mogu se koristiti. Baza na Marsu također bi mogla poslužiti kao početna točka za korištenje asteroidnog pojasa, što bi nam omogućilo pristup pravoj količini minerala da ih imamo u izobilju gotovo zauvijek.
Ostavljajući po strani očito pitanje ljudske volje i uistinu astronomskih troškova, potrebno je shvatiti da će se takvi pokušaji nastaviti sve dok čovječanstvo postoji. Kao što je NASA izvijestila u gore spomenutom dokumentu iz 1976.: “Nisu identificirana temeljna, nepremostiva ograničenja Marsove sposobnosti da podrži Zemljin ekosustav. Nedostatak atmosfere koja sadrži kisik spriječio bi ljude da žive na Marsu bez prethodnog djelovanja. Postojeće jako ultraljubičasto zračenje površine dodatna je ozbiljna prepreka. Stvaranje odgovarajuće atmosfere koja sadržava kisik na Marsu može se postići uz pomoć fotosintetskih organizama. Međutim, vrijeme potrebno za stvaranje takve atmosfere može biti čak...nekoliko milijuna godina."
Istovremeno, znanstvenici se slažu da se to razdoblje može drastično skratiti stvaranjem ekstremofilnih organizama posebno prilagođenih surovom marsovskom okolišu, stvaranju efekta staklenika i topljenju polarnih ledenih kapa. Međutim, vrijeme potrebno da se Mars transformira vjerojatno će i dalje biti stoljećima ili tisućljećima. Međutim, ništa nas ne sprječava da, ako se za to ukaže prilika, sada krenemo u taj proces. Znanstvena i tehnološka korist, koja će se pojaviti kao rezultat pripreme i predradnje, može biti ogromna.
Pročitajte također:
Pozivam sve da odlete na Mars!
Čekamo raspodjelu parcela na Marsu.