לאחרונה ישנן תוכניות רבות לגבי פיתוח מאדים והצבת בסיסים בו לאסטרונאוטים ומתנחלים. אבל אם אנשים באמת רוצים לגור שם מתישהו, הכוכב האדום יצטרך לעבור צורה יסודית. מה צריך בשביל זה? האנושות תמיד חלמה לטוס לכוכבים רחוקים, אנשים רצו לטייל בחלל החיצון, לחיות על כוכבי לכת אחרים. לאחרונה דובר וכתב הרבה על טיסות כאלה ועל סיכויי הגירה של בני אדם לכוכבי לכת אחרים, רקטות נבנות ומתכננות משלחות חלל. היום, ברצוני לשקול האם נוכל להפוך את מאדים לכדור הארץ חדש, כיצד לעצב את הכוכב האדום, והאם זה אפשרי באופן עקרוני.
קרא גם: מה יכול למנוע מאיתנו ליישב את מאדים?
האם יש חיים על מאדים?
מאדים הוא כוכב לכת שנמצא בכותרות החדשות והמאמרים המדעיים לאחרונה. מאדים הוא בהחלט כוכב הלכת במערכת השמש שאנו מקדישים לו את מרבית תשומת הלב. זה לא רק בגלל שהוא די קרוב לכדור הארץ (בהשוואה לכוכבי לכת אחרים), אלא גם בגלל מאפיינים שהופכים אותו לדומה במידת מה לכוכב הלכת שלנו. כמובן, עד כמה שניתן על גוף שמימי נטול חיים, חמצן באטמוספירה, ועליו סופות חול משתוללות המכסות את כל פני כדור הארץ.
במהלך העשורים האחרונים, מדענים למדו רבות על האבולוציה של מאדים ועל התנאים על פני השטח שלו, מה ששינה את נקודת המבט שלהם. אמנם תנאים אלה אינם נוחים במיוחד. כעת אנו יודעים שלמרות שמאדים הוא כיום כוכב לכת מאוד קר, יבש ובלתי מסביר פנים, זה לא תמיד היה כך. יתר על כן, מדענים שמו לב שגם בצורתו הנוכחית, למאדים ולכדור הארץ יש הרבה מן המשותף. קודם כל, שני כוכבי הלכת דומים בגודלם, בנטיית הציר, במבנה, בהרכבם ואפילו בנוכחות המים על פני השטח שלהם. מסיבה זו ובשל קרבתו היחסית לכדור הארץ, מאדים נחשב למועמד ראשוני להתיישבות אנושית בעתיד. פרספקטיבה זו תתאפשר אם ניתן יהיה לשנות את התנאים על פני כדור הארץ בהתאם לצרכים האנושיים (terraforming). למרות קווי הדמיון שהוזכרו, הפיכתו של מאדים לכוכב הלכת המתאים יותר לחיי אדם תגרום לקשיים רבים. ראשית, ישנה אטמוספירה דקה מאוד ובלתי נושמת, המורכבת מ-96% פחמן דו חמצני, 1,93% ארגון ו-1,89% חנקן, וכן עקבות של חמצן ואדי מים.
עם זאת, במקום לדקלם עובדות אנציקלופדיות על גודלו והרכבו של כוכב הלכת, מעניין יותר להסתכל על עברו של מאדים, שכן ייתכן שהיה פעם הרבה יותר דומה לכדור הארץ. כמה מדענים, המבוססים על נתונים שנאספו על ידי גשושיות ורוברים של מאדים, מציעים כי מים בצורת ים ומים רדודים כיסו בעבר את רוב כוכב הלכת האדום. אבל זה היה כנראה לפני כ-4 מיליארד שנים. מאז, הרבה השתנה, ומדענים מאמינים ששינוי באטמוספירה הוביל להיעלמות המים על הפלנטה. פעם, לאטמוספירה של מאדים אולי היה הרכב שונה והיא כנראה הייתה צפופה מספיק כדי לתמוך באוקיינוס של מים נוזליים.
קרא גם: מקום במחשב שלך. 5 אפליקציות האסטרונומיה הטובות ביותר
מדוע השתנתה האווירה של מאדים כל כך?
למבני החול הענקיים שנצפו על פני מאדים אין דבר דומה בכדור הארץ והם ייחודיים לכוכב הלכת האדום. מה הם יכולים לספר לנו על האטמוספירה העתיקה של מאדים? מדענים מניחים שהיווצרותם נגרמה כתוצאה מהשפעתן על פני השטח של רוחות והוריקנים המשתוללים באטמוספירה הדקה של כדור הארץ. הם יוצרים דיונות וסלעים אופייניים שהחלו להיווצר לפני 3,7 מיליארד שנים, ואשר אנו חוקרים היום.
לפיכך, לימוד מבנה פני השטח יכול לעזור לקבוע מתי מאדים איבד את רוב האטמוספירה שלו. אבל לאן נעלמה האווירה? שאלה זו מעניינת בעיקר מדענים. מכיוון שמאדים קטן מכדור הארץ, כוח המשיכה שלו חלש יותר, וכנראה שזה לא היה מספיק כדי להחזיק את האטמוספירה של כוכב הלכת. קרינת השמש (כלומר, חלקיקים שנחצים לחלל מהשמש) ככל הנראה הוציאה ממאדים את רוב האטמוספירה שלו. למעשה, האטמוספירה של מאדים עדיין ממשיכה להידלדל בהשפעת הקרינה הזו.
קרא גם: יקום: חפצי החלל יוצאי הדופן ביותר
אבל עדיין יש שם מים - לפעמים אפילו נוזלים!
היו ויש מים על מאדים! הסלעים החלודים של מאדים, שבזכותם הוא נקרא גם "כוכב הלכת האדום", מעידים על עבר מלא במים. מאדים מכוסה בעמקים עמוקים, אפיקי נהרות יבשים, אגמים, אבנים חלקות - חלוקי נחל, דומים לאלו שנוצרו על פני כדור הארץ בסביבה שבה זורמים מים. מדענים האמינו זה מכבר שהתקופה החמה והרטובה על מאדים הייתה קצרה יחסית, אך מחקרים מראים שייתכן שכיסוי המים שלו היה קיים שם הרבה יותר זמן ממה שחשבו בעבר. הגשושית של ניסוי הדמיה ברזולוציה גבוהה (HiRISE) ממסלול מאדים סיפקה נתונים ותמונות מדויקות ביותר של פני השטח של כוכב הלכת, שבזכותם ניתחו חוקרים את התכונות של יותר מ-200 אפיקי נהרות עתיקים. בהתבסס על גודל הערוצים, צורתם והגיל היחסי של השטח שמסביב, הצוות הגיע למסקנה כי מים זרמו על פני מאדים לפני 3,8 עד 2 מיליארד שנים.
אחד הרוברים שנמצאים על פני מאדים מאז 2012, Curiosity, כבר סיפק ראיות לכך שבעבר היו במאדים מים. באמצעות נתונים מהרובר Curiosity, הצוות נאס"א קבע כי המים הם שגרמו לשקיעה של סלעי משקע במכתש גייל. השכבות של סלעי המשקע הללו היוו את הבסיס למסיבי ההר שארפ, שנמצא במרכז המכתש. נתונים שהתקבלו מהרובר מצביעים על כך שלפני כ-3,8 עד 3,3 מיליארד שנים, היו במיקום זה מספר רב של נחלים ואגמים, שהמשקעים שלהם יצרו בהדרגה את השכבות התחתונות של הר שארפ. כלומר, המילוי של לפחות השכבות התחתונות של מסיב ההר התרחש במהלך תקופה של כ-500 מיליון שנה.
מחקרים אלו נותנים למדענים סיבה לומר שמים בהחלט היו קיימים על פני מאדים, ומוסיפים הרבה ידע חדש על התפתחות תהליכים אבולוציוניים על מאדים, בעבר ובהווה. כיום, המים על מאדים הם בצורת קרח מתחת לשכבה דקה של אדמת מאדים. לפעמים, כשהטמפרטורה מאפשרת (זה קורה שבמאדים היא עולה ל-20 מעלות צלזיוס), הקרח נמס מקומית ומים נוזליים זורמים במורדות הסלעים.
עם זאת, מדענים אומרים שהם ממשיכים לאמת את העובדות על קיומם של מים על מאדים. עדיין אין דעה אחת בעניין הזה. השאלה העיקרית היא מהן הסיבות להפיכת כוכב הלכת מלח וחם למדי למדבר וקר.
קרא גם: משימות החלל החשובות והמעניינות ביותר בשנת 2021
כיצד ניתן ליצור צורה של מאדים?
לא חסר רעיונות לזה. ישנן מספר הצעות כיצד להפוך את מאדים למגורים עבור מתנחלים אנושיים. עוד בשנת 1964, דנדריג' מ. קול דגל ביצירת אפקט חממה על מאדים. זה, לדעתו, יכול להיעשות אם אתה מעביר קרח המורכב מאמוניה מהחלק החיצוני של מערכת השמש, ואז זורקים אותו על פני השטח. מכיוון שאמוניה (NH3) היא גז חממה רב עוצמה, כניסתה לאטמוספירה של מאדים תעבה אותו ותעלה את הטמפרטורה הגלובלית. מכיוון שהאמוניה מורכבת בעיקר מחנקן, היא יכולה גם למלא את האטמוספירה במה שנקרא גז חיץ, אשר בשילוב עם חמצן יצור אווירה המתאימה לנשימה אנושית.
שיטה נוספת המוצעת כוללת הפחתת אלבדו (עוצמת השתקפות האור על ידי פני כוכב הלכת), שעבורה יש לכסות את פני המאדים בחומרים כהים שיגבירו את קליטת אור השמש. זה יכול להיות כל דבר, החל מהאבק של פובוס ודימוס (שני הירחים הסלעיים של מאדים והגופים האפלים ביותר במערכת השמש) ועד חזזיות קיצוניות וצמחים אפלים. אחד התומכים הנלהבים בהחלטה זו היה הסופר והמדען המפורסם קרל סייגן.
בשנת 1976, נאס"א התייחסה באופן רשמי לסוגיית ההנדסה הפלנטרית. מדענים גילו שאורגניזמים פוטוסינתטיים, הפשרת כיפות קרח קוטביות ושחרור גזי חממה לאטמוספירה יכולים לשמש כולם ליצירת אטמוספירה חמה יותר ועשירה בחמצן.
בשנת 1993, מייסד קהילת המאדים, ד"ר רוברט זוברין, וכריסטופר פ. מקיי מנאס"א כתבו במשותף את המאמר "דרישות טכנולוגיות ל- Terraforming מאדים". בו הציעו להשתמש במראות המוצבות במסלול כוכב הלכת כדי לחמם את פני השטח שלו ישירות. מראות אלה, הממוקמות ליד הקטבים, יכולות להמיס את מעטה הקרח ולתרום להתחממות הגלובלית. באותו מאמר הם טענו שניתן להפנות אסטרואידים שנאספו במערכת השמש כדי לפגוע במשטח, לבעוט באבק ולחמם את האטמוספירה. למה אתה צריך להשתמש רקטות גרעיניות-חשמליות או גרעיניות-תרמיות כדי לשגר את כל החומרים הדרושים למסלול.
הצעות עדכניות יותר מציעות יצירת חממות אטומות שבהן יחיו מושבות של ציאנובקטריות ואצות המייצרות חמצן. בשנת 2014, NASA Techshot Inc. דיווח כי העבודה על רעיון כזה כבר החלה.
בעתיד, נאס"א מתכוונת לשלוח מיכלים קטנים של אצות פוטוסינתטיות קיצוניות וציאנובקטריות על סיפון רובר כדי לבדוק את התהליך הזה בסביבה של מאדים. אם המשימה תצליח, נאס"א ו-Techshot מתכוונים לבנות מספר חממות גדולות לייצור ואיסוף חמצן לטיסות אנושיות עתידיות למאדים, מה שיפחית עלויות ויאריך את המשימות על ידי הפחתת כמות החמצן שיש להעביר.
למרות שתוכניות אלו אינן כרוכות בהנדסה סביבתית או פלנטרית, יוג'ין בולנד (מדען ראשי ב-Techshot Inc.) מאמין שזהו צעד בכיוון הנכון. היו גם רעיונות לפוצץ פצצות אטום על פני מאדים (אלון מאסק היה פעם חסיד של המושג הזה), מה שייצור כמות עצומה של אבק שתחסום את קרני השמש ובכך תחמם את כוכב הלכת.
קרא גם: מה יעשו התמדה וכושר על מאדים?
התחממות כדור הארץ: האם ניתן לחמם את מאדים?
למרבה המזל, או למרבה הצער, תלוי בפרספקטיבה שלכם, לנו בני האדם יש ניסיון רב בחימום כדור הארץ. במשך מאה שנה של פליטת פחמן דו חמצני, העלינו בטעות את טמפרטורת פני כדור הארץ באמצעות מנגנון פשוט של חממה. אנחנו פולטים פחמן דו חמצני, שהוא ממש טוב בלאפשר לאור השמש לעבור ולמנוע בריחת קרינת חום, כך שהוא מתנהג כמו שמיכה ענקית בלתי נראית על כדור הארץ. החום המוגבר תורם לאידוי מי האוקיינוס לאטמוספירה, שמקבלת בכך שכבת כיסוי נוספת, המגבירה את הטמפרטורה, מה שמוביל, בתורו, לאידוי עוד יותר מים ולחימום גדול יותר של האטמוספירה של כדור הארץ.
אם זה יעבוד על כדור הארץ, אולי זה יעבוד על מאדים. האטמוספירה של מאדים נעלמה כמעט לחלוטין בחלל, אבל לכוכב האדום יש מאגרי ענק של קרח מים ופחמן דו חמצני קפוא במכסות הקוטב ומעט מתחת לפני השטח של כוכב הלכת.
אם בני אדם היו יכולים איכשהו לחמם את מכסי הקוטב, זה יכול לשחרר מספיק פחמן דו חמצני לאטמוספירה כדי לגרום להתחממות החממה. כל מה שהיינו צריכים לעשות אז זה ללכת לצפות ולחכות מאות שנים עד שהפיזיקה תעשה את שלה ותהפוך את מאדים למקום הרבה פחות אגרסיבי.
למרבה הצער, הרעיון הפשוט הזה כנראה לא יעבוד. הבעיה הראשונה היא פיתוח טכנולוגיית החימום. העיצובים הנדרשים לשם כך, מעמודי ענק ועד ליצירת מראת חלל ענקית שתמקד יותר אור ולכן חום, דורשים קפיצות קיצוניות בטכנולוגיה ובייצור בחלל, הרבה מעבר ליכולותיה הנוכחיות של האנושות. במקרה של מראת חלל, למשל, נצטרך לחלץ כ-200 טון אלומיניום במקום כלשהו בחלל, בעוד שהיום אנו מסוגלים לחלץ... ובכן, אפס טונות של אלומיניום בחלל.
בהדרגה מגיעה ההבנה הכואבת שאין מספיק CO2 על מאדים כדי לגרום למגמת התחממות. נכון לעכשיו, הלחץ האטמוספרי על מאדים אינו עולה על אחוז אחד מהלחץ האטמוספרי של כדור הארץ. אם היינו יכולים לאדות כל מולקולה של CO2 ו-H2O על מאדים לאטמוספירה, הלחץ על כוכב הלכת האדום היה... 2% מהלחץ האטמוספרי על כדור הארץ.
יידרש לחץ אטמוספרי פי שניים כדי למנוע רתיחה של זיעה על העור, ופי עשרה כדי למנוע מאדם להזדקק לחליפת חלל. ואנחנו לא מדברים על חוסר חמצן.
כדי לפתור את בעיית המחסור בגזי חממה זמינים, יש כמה הצעות קיצוניות. אולי בשביל זה אתה יכול להשתמש בצמחים הפולטים כלורופלואורופחמנים, שהם גזי חממה אגרסיביים באמת. או שנוכל למשוך כמה שביטים עשירים באמוניה ממערכת השמש החיצונית. אמוניה היא גז חממה מצוין ובסופו של דבר מתפרקת לחנקן לא מזיק, המהווה את רוב האטמוספירה שלנו.
בהנחה שנוכל להתגבר על האתגרים הטכנולוגיים הקשורים להצעות אלו, נותר מכשול אדיר אחד: היעדר שדה מגנטי. אם לא נגן על מאדים בשדה מגנטי, כל מולקולה שנכנסת לאטמוספירה תועף על ידי רוח השמש.
זה לא יהיה קל. יש הרבה פתרונות יצירתיים. אולי נוכל לבנות אלקטרומגנט ענק בחלל כדי להסיט את רוח השמש. או שאפשר יהיה לחגור על מאדים מוליך-על וליצור מגנטוספרה מלאכותית. כמובן, אנחנו רחוקים מאוד מיישום לפחות אחד מהפתרונות הללו. אז האם נצליח אי פעם להרוס את מאדים בעתיד ולהפוך אותו לארח יותר? כמובן שמבחינה מדעית זה אפשרי - אין לנו חוקי פיזיקה בסיסיים שמונעים את זה...
קרא גם: סין גם להוטה לחקור את החלל. אז איך הם מסתדרים?
למה כל זה מדענים?
יש אפילו יותר תרחישים ליצירת שטח של מאדים, אבל השאלה הגדולה היא למה אנחנו באמת חושבים על זה? מעבר לסיכוי להרפתקאות ולרעיון שהאנושות מחייה עידן של חקר חלל נועז, ישנן מספר סיבות לכך שמאדים מוצע לעצב אדמה. ראשית, קיים החשש שלהשפעה של האנושות על כדור הארץ יהיו השלכות הרות אסון, ושנצטרך ליצור "אתר גיבוי" אם נצליח לשרוד בטווח הארוך. שלא לדבר על היתרונות הישירים שפיתוח המדע והטכנולוגיה יכול להביא לכולם. סיבות נוספות הן האפשרות להרחיב את בסיס המשאבים שלנו ולהפוך לציוויליזציה שאינה צריכה לחשוש מדלדול המשאבים. מושבה על מאדים תאפשר כרייה בכוכב הלכת האדום, שבו מינרלים וקרח מים נמצאים בשפע וניתן להשתמש בהם. בסיס על מאדים יכול לשמש גם כנקודת מוצא לשימוש בחגורת האסטרואידים, שתעניק לנו גישה לכמות הנכונה של מינרלים כדי שיהיו בשפע כמעט לנצח.
אם נניח בצד את השאלה המתבקשת של הרצון האנושי והעלויות האסטרונומיות באמת, יש צורך להבין שניסיונות כאלה יימשכו כל עוד האנושות קיימת. כפי שדיווחה נאס"א במאמר הנ"ל משנת 1976: "לא זוהו מגבלות בסיסיות ובלתי עבירות ליכולתו של מאדים לתמוך במערכת האקולוגית של כדור הארץ. היעדר אטמוספירה המכילה חמצן ימנע מבני אדם לחיות על מאדים ללא פעולה מוקדמת. הקרינה האולטרה סגולה החזקה הקיימת של פני השטח היא מכשול רציני נוסף. ניתן להגיע ליצירת אטמוספרה מתאימה המכילה חמצן על מאדים בעזרת אורגניזמים פוטוסינתטיים. עם זאת, הזמן הנדרש ליצירת אווירה כזו יכול להיות אפילו...כמה מיליוני שנים."
יחד עם זאת, מדענים מסכימים שניתן לקצר את התקופה הזו באופן דרסטי על ידי יצירת אורגניזמים אקסטרמופילים המותאמים במיוחד לסביבה הקשה של מאדים, יצירת אפקט חממה והמסת כיפות הקרח הקוטביות. עם זאת, הזמן הנדרש למאדים להתמיר כנראה עדיין יהיה מאות או אלפי שנים. עם זאת, אין דבר שמפריע לנו להתחיל בתהליך זה כעת, אם תתעורר ההזדמנות. יתרונות מדעיים וטכנולוגיים, שיופיעו כתוצאה מההכנה והעבודה המקדימה, יכולים להיות עצומים.
קרא גם:
אני מזמין את כולם לטוס למאדים!
אנחנו מחכים לחלקות קרקע שיופצו על מאדים.