Recent, există multe planuri privind dezvoltarea lui Marte și amplasarea acolo de baze pentru astronauți și coloniști. Dar dacă oamenii chiar vor să trăiască acolo într-o zi, Planeta Roșie va trebui să fie teraformată complet. Ce este nevoie pentru asta? Omenirea a visat întotdeauna să zboare către stele îndepărtate, oamenii au vrut să călătorească în spațiul cosmic, să trăiască pe alte planete. Recent, s-a vorbit și scris mult despre astfel de zboruri și despre perspectivele migrației umane către alte planete, se construiesc rachete și se plănuiesc expediții spațiale. Astăzi, aș dori să mă gândesc dacă vom putea transforma Marte într-un nou Pământ, cum să terraformam Planeta Roșie și dacă este posibil în principiu.
Citeste si: Ce ne poate împiedica să colonizăm Marte?
Există viață pe Marte?
Marte este o planetă care a fost în prima pagină a știrilor și articolelor științifice în ultima vreme. Marte este cu siguranță planeta din sistemul solar căreia îi acordăm cea mai mare atenție. Acest lucru nu se datorează numai faptului că este destul de aproape de Pământ (comparativ cu alte planete), ci și din cauza caracteristicilor care îl fac oarecum asemănător cu planeta noastră. Desigur, pe cât posibil pe un corp ceresc lipsit de viață, oxigen în atmosferă, și pe care furtuni de nisip care acoperă întreaga suprafață a planetei.
În ultimele decenii, oamenii de știință au învățat multe despre evoluția lui Marte și despre condițiile de pe suprafața sa, ceea ce le-a schimbat perspectiva. În timp ce aceste condiții nu sunt foarte favorabile. Acum știm că, deși Marte este în prezent o planetă foarte rece, uscată și inospitalieră, nu a fost întotdeauna așa. Mai mult, oamenii de știință au observat că, chiar și în forma sa actuală, Marte și Pământul au multe în comun. În primul rând, cele două planete sunt similare ca mărime, înclinație a axei, structură, compoziție și chiar prezența apei pe suprafața lor. Din acest motiv și din cauza proximității sale relative de Pământ, Marte este considerat un candidat principal pentru așezarea umană în viitor. Această perspectivă va fi posibilă dacă este posibilă transformarea condițiilor de pe planetă în concordanță cu nevoile umane (terraformare). În ciuda asemănărilor menționate, transformarea lui Marte într-o planetă mai potrivită vieții umane va provoca multe dificultăți. În primul rând, există o atmosferă foarte subțire și irespirabilă, care constă din 96% dioxid de carbon, 1,93% argon și 1,89% azot, precum și urme de oxigen și vapori de apă.
Cu toate acestea, în loc să reciți fapte enciclopedice despre dimensiunea și compoziția planetei, este mai interesant să ne uităm la trecutul lui Marte, deoarece s-ar putea să fi fost cândva mult mai asemănător Pământului. Unii oameni de știință, pe baza datelor culese de sondele și roverele lui Marte, sugerează că apa sub formă de mări și apă de mică adâncime a acoperit cândva cea mai mare parte a planetei roșii. Dar asta a fost probabil acum aproximativ 4 miliarde de ani. De atunci, multe s-au schimbat, iar oamenii de știință cred că o schimbare a atmosferei a dus la dispariția apei de pe planetă. Pe vremuri, atmosfera marțiană poate avea o compoziție diferită și probabil că era suficient de densă pentru a susține un ocean de apă lichidă.
Citeste si: Spațiu pe computer. 5 cele mai bune aplicații de astronomie
De ce s-a schimbat atât de mult atmosfera marțiană?
Structurile gigantice de nisip observate pe suprafața lui Marte nu au nimic similar pe Pământ și sunt unice pentru Planeta Roșie. Ce ne pot spune despre atmosfera antică a lui Marte? Oamenii de știință presupun că formarea lor a fost cauzată de impactul asupra suprafeței vântului și al uraganelor care răvășeau în atmosfera subțire a planetei. Ele creează dune și roci caracteristice care au început să se formeze acum 3,7 miliarde de ani și pe care le studiem astăzi.
Astfel, studierea structurii suprafeței poate ajuta la determinarea când Marte și-a pierdut cea mai mare parte a atmosferei. Dar unde s-a dus atmosfera? Această întrebare este de interes în primul rând pentru oamenii de știință. Deoarece Marte este mai mic decât Pământul, atracția sa gravitațională este mai slabă și probabil că nu ar fi fost suficientă pentru a menține atmosfera planetei. Radiația solară (adică particulele care se năpustesc în spațiu de la Soare) probabil au dezbrăcat Marte de cea mai mare parte a atmosferei sale. De fapt, atmosfera marțiană continuă să se subțieze sub influența acestei radiații.
Citeste si: Univers: Cele mai neobișnuite obiecte spațiale
Dar mai există apă acolo - uneori chiar lichidă!
A fost și este apă pe Marte! Stâncile de culoare ruginită ale lui Marte, datorită cărora este numită și „Planeta roșie”, mărturisesc un trecut plin de apă. Marte este acoperit cu văi adânci, albii uscate ale râurilor, lacuri, pietre netede - pietricele, asemănătoare celor formate pe Pământ într-un mediu în care curge apa. Oamenii de știință au crezut de mult timp că perioada caldă și umedă de pe Marte a fost relativ scurtă, dar studiile arată că acoperirea sa de apă ar fi putut exista acolo mult mai mult decât se credea anterior. Sonda High Resolution Imaging Science Experiment (HiRISE) de pe orbita lui Marte a furnizat date și imagini extrem de precise ale suprafeței planetei, datorită cărora cercetătorii au analizat caracteristicile a peste 200 de albii antice ale râurilor. Pe baza dimensiunii canalelor, a formei lor și a vârstei relative a terenului înconjurător, echipa a ajuns la concluzia că apa curgea pe suprafața lui Marte între 3,8 și 2 miliarde de ani în urmă.
Unul dintre roverele care se află pe suprafața lui Marte din 2012, Curiosity, a oferit deja dovezi că Marte obișnuia să aibă apă. Folosind date de la roverul Curiosity, echipa NASA a determinat că apa a fost cea care a cauzat depunerea de roci sedimentare în craterul Gale. Straturile acestor roci sedimentare au format baza masivului montan Sharp, care este situat în centrul craterului. Datele obținute de la rover sugerează că între aproximativ 3,8 și 3,3 miliarde de ani în urmă, existau numeroase pâraie și lacuri în această locație, ale căror sedimente au format treptat straturile inferioare ale Muntelui Sharp. Adică, umplerea cel puțin a straturilor inferioare ale masivului montan a avut loc pe o perioadă de aproximativ 500 de milioane de ani.
Aceste studii dau oamenilor de știință motive să spună că apa a existat cu siguranță pe suprafața lui Marte și adaugă o mulțime de cunoștințe noi despre dezvoltarea proceselor evolutive pe Marte, atât în trecut, cât și în prezent. Astăzi, apa de pe Marte este sub formă de gheață sub un strat subțire de sol marțian. Uneori, când temperatura permite (se întâmplă ca pe Marte să se ridice la +20 de grade Celsius), gheața se topește local și apa lichidă curge pe versanții stâncoși.
Cu toate acestea, oamenii de știință spun că continuă să verifice faptele existenței apei pe Marte. Nu există încă o opinie unică în această chestiune. Principala întrebare este care sunt motivele transformării planetei din umed și destul de cald în deșert și rece.
Citeste si: Cele mai importante și interesante misiuni spațiale din 2021
Cum poate fi Terraformat Marte?
Nu lipsesc ideile pentru asta. Există mai multe propuneri pentru a face Marte locuibil pentru coloniștii umani. În 1964, Dandridge M. Cole a susținut crearea unui efect de seră pe Marte. Acest lucru, în opinia sa, se poate face dacă livrați gheață constând din amoniac din partea exterioară a sistemului solar și apoi o aruncați la suprafață. Deoarece amoniacul (NH3) este un gaz cu efect de seră puternic, intrarea lui în atmosfera marțiană îl va îngroșa și va crește temperatura globală. Deoarece amoniacul constă în principal din azot, poate umple atmosfera și cu un așa-numit gaz tampon, care, în combinație cu oxigenul, va crea o atmosferă potrivită pentru respirația umană.
O altă metodă propusă presupune reducerea albedo (intensitatea reflectării luminii de către suprafața planetei), pentru care suprafața lui Marte trebuie acoperită cu materiale întunecate care vor crește absorbția luminii solare. Acesta ar putea fi orice, de la praful din Phobos și Deimos (cele două luni stâncoase ale lui Marte și cele mai întunecate corpuri din Sistemul Solar) până la licheni extremi și plante întunecate. Unul dintre cei mai fervenți susținători ai acestei decizii a fost celebrul scriitor și om de știință Carl Sagan.
În 1976, NASA a abordat oficial problema ingineriei planetare. Oamenii de știință au descoperit că organismele fotosintetice, topirea calotelor polare și eliberarea de gaze cu efect de seră în atmosferă pot fi folosite pentru a crea o atmosferă mai caldă, bogată în oxigen.
În 1993, fondatorul comunității marțiane, Dr. Robert Zubrin, și Christopher P. McKay de la NASA au scris împreună lucrarea „Cerințele tehnologice pentru Terraformarea Marte”. În ea, ei au sugerat utilizarea oglinzilor plasate pe orbita planetei pentru a încălzi suprafața acesteia direct. Situate în apropierea polilor, aceste oglinzi ar putea topi calota de gheață și ar putea contribui la încălzirea globală. În aceeași lucrare, ei au susținut că asteroizii colectați în sistemul solar ar putea fi redirecționați pentru a lovi suprafața, ridicând praful și încălzind atmosfera. De ce trebuie să folosiți rachete nuclear-electrice sau nuclear-termice pentru a lansa toate materialele necesare pe orbită.
Propuneri mai recente sugerează crearea de sere sigilate în care vor trăi colonii de cianobacterie și alge care produc oxigen. În 2014, NASA Techshot Inc. a raportat că lucrările la un astfel de concept au început deja.
În viitor, NASA intenționează să trimită mici recipiente de alge fotosintetice extremofile și cianobacterii la bordul unui rover pentru a testa acest proces în mediul marțian. Dacă misiunea va avea succes, NASA și Techshot intenționează să construiască mai multe sere mari pentru a produce și colecta oxigen pentru viitoarele zboruri umane către Marte, ceea ce va reduce costurile și va extinde misiunile prin reducerea cantității de oxigen care trebuie transportată.
Deși aceste planuri nu implică inginerie de mediu sau planetară, Eugene Boland (om de știință șef la Techshot Inc.) consideră că acesta este un pas în direcția cea bună. Au existat și idei pentru a detona bombe atomice pe suprafața lui Marte (Elon Musk a fost cândva un susținător al acestui concept), care ar crea o cantitate uriașă de praf care ar bloca razele soarelui și astfel ar încălzi planeta.
Citeste si: Ce vor face Perseverența și Ingeniozitatea pe Marte?
Încălzirea globală: se poate încălzi Marte?
Din fericire, sau din păcate, în funcție de perspectiva dvs., noi, oamenii, avem multă experiență în încălzirea planetei. Peste un secol de emisii de dioxid de carbon, am crescut din neatenție temperatura suprafeței Pământului printr-un mecanism simplu de seră. Emitem dioxid de carbon, care este foarte bun pentru a lăsa lumina soarelui să treacă și pentru a împiedica scăparea radiațiilor de căldură, așa că acționează ca o pătură invizibilă uriașă pe Pământ. Căldura crescută contribuie la evaporarea apei oceanului în atmosferă, care primește astfel un alt strat de acoperire, care crește temperatura, ceea ce, la rândul său, duce la evaporarea și mai multă apă și la o încălzire mai mare a atmosferei planetei.
Dacă funcționează pe Pământ, poate că va funcționa pe Marte. Atmosfera lui Marte a dispărut aproape complet în spațiu, dar Planeta Roșie are rezerve uriașe de gheață de apă și dioxid de carbon înghețat în calotele polare și chiar sub suprafața planetei.
Dacă oamenii ar putea încălzi cumva calotele polare, ar putea elibera suficient dioxid de carbon în atmosferă pentru a provoca încălzirea serei. Tot ce ar trebui să facem atunci este să ne uităm și să așteptăm secole ca fizica să-și facă treaba și să facă din Marte un loc mult mai puțin agresiv.
Din păcate, această idee simplă probabil nu va funcționa. Prima problemă este dezvoltarea tehnologiei de încălzire. Proiectele necesare pentru a face acest lucru, de la stâlpi giganți până la crearea unei uriașe oglinzi spațiale care să concentreze mai multă lumină și, prin urmare, căldură, necesită salturi radicale în tehnologie și producție în spațiu, cu mult peste capacitățile actuale ale umanității. În cazul unei oglinzi spațiale, de exemplu, ar trebui să extragem aproximativ 200 de tone de aluminiu undeva în spațiu, în timp ce astăzi suntem capabili să extragem... ei bine, zero tone de aluminiu în spațiu.
Treptat, apare dureroasa conștientizare că nu există suficient CO2 pe Marte pentru a provoca o tendință de încălzire. În prezent, presiunea atmosferică de pe Marte nu depășește un procent din presiunea atmosferică a Pământului. Dacă am putea evapora fiecare moleculă de CO2 și H2O de pe Marte în atmosferă, presiunea de pe Planeta Roșie ar fi... 2% din presiunea atmosferică de pe Pământ.
Ar fi nevoie de două ori mai multă presiune atmosferică pentru a preveni fierberea transpirației pe piele și de zece ori mai mult pentru a preveni o persoană să aibă nevoie de un costum spațial. Și nu vorbim despre lipsa oxigenului.
Pentru a rezolva problema lipsei de gaze cu efect de seră ușor disponibile, există câteva propuneri radicale. Poate că pentru asta poți folosi plante care emit clorofluorocarburi, care sunt gaze cu efect de seră cu adevărat agresive. Sau am putea atrage niște comete bogate în amoniac din sistemul solar exterior. Amoniacul este un excelent gaz cu efect de seră și în cele din urmă se descompune în azot inofensiv, care formează cea mai mare parte a atmosferei noastre.
Presupunând că putem depăși provocările tehnologice asociate cu aceste propuneri, rămâne un obstacol colosal: absența unui câmp magnetic. Dacă nu protejăm Marte cu un câmp magnetic, fiecare moleculă care intră în atmosferă va fi suflată de vântul solar.
Nu va fi ușor. Există multe soluții creative. S-ar putea să reușim să construim un electromagnet uriaș în spațiu pentru a devia vântul solar. Sau ar fi posibil să încingeți Marte cu un supraconductor și să creați o magnetosferă artificială. Desigur, suntem foarte departe de a implementa cel puțin una dintre aceste soluții. Deci vom putea vreodată să terraformam Marte în viitor și să-l facem mai ospitalier? Desigur, din punct de vedere științific este posibil - nu avem legi fundamentale ale fizicii care să o împiedice...
Citeste si: China este, de asemenea, dornică să exploreze spațiul. Deci, ce mai fac?
De ce toți oamenii de știință?
Există și mai multe scenarii pentru terraformarea lui Marte, dar marea întrebare este de ce ne gândim cu adevărat la asta? Dincolo de perspectiva aventurii și de ideea că omenirea reînvie o eră a explorării spațiale îndrăznețe, există mai multe motive pentru care Marte i se propune terraformarea. În primul rând, există teama că impactul umanității asupra planetei Pământ va avea consecințe dezastruoase și că va trebui să creăm un „site de rezervă” dacă vrem să supraviețuim pe termen lung. Ca să nu mai vorbim de beneficiile directe pe care dezvoltarea științei și tehnologiei le poate aduce tuturor. Alte motive sunt posibilitatea de a ne extinde baza de resurse și de a deveni o civilizație care nu trebuie să se teamă de epuizarea resurselor. O colonie pe Marte va permite mineritul pe Planeta Roșie, unde mineralele și gheața de apă sunt abundente și pot fi folosite. O bază pe Marte ar putea servi și ca punct de plecare pentru utilizarea centurii de asteroizi, ceea ce ne-ar oferi acces la cantitatea potrivită de minerale pentru a le avea din abundență aproape pentru totdeauna.
Lăsând deoparte întrebarea evidentă a voinței umane și costurile cu adevărat astronomice, este necesar să înțelegem că astfel de încercări vor continua atâta timp cât va exista umanitatea. După cum a raportat NASA în lucrarea menționată mai sus din 1976: „Nu au fost identificate limite fundamentale, de netrecut, ale capacității lui Marte de a susține ecosistemul Pământului. Lipsa unei atmosfere care conține oxigen ar împiedica oamenii să trăiască pe Marte fără acțiune prealabilă. Radiația ultravioletă puternică existentă a suprafeței este un obstacol serios suplimentar. Crearea unei atmosfere adecvate care conține oxigen pe Marte poate fi realizată cu ajutorul organismelor fotosintetice. Cu toate acestea, timpul necesar pentru a crea o astfel de atmosferă poate fi chiar... câteva milioane de ani.”
În același timp, oamenii de știință sunt de acord că această perioadă poate fi scurtată drastic prin crearea de organisme extremofile special adaptate la mediul aspru marțian, creând un efect de seră și topind calotele polare de gheață. Cu toate acestea, timpul necesar pentru transformarea lui Marte va fi probabil încă de secole sau milenii. Cu toate acestea, nimic nu ne împiedică să începem acest proces acum, dacă se ivește ocazia. Beneficiile științifice și tehnologice, care vor apărea ca urmare a pregătirii și a lucrărilor preliminare, pot fi uriașe.
Citeste si:
Îi invit pe toți să zboare pe Marte!
Așteptăm ca terenuri să fie distribuite pe Marte.