Maisha kwenye Mars: jinsi uvumbuzi wa hivi karibuni unatuleta karibu na kuhamia kwenye Sayari Nyekundu na itachukua muda gani.
Mnamo Agosti 16, 2019, bilionea wa eccentric na mvumbuzi Elon Musk alituma barua pepe kwa Nuke Mars! ("Wacha tupige Mars na mabomu ya nyuklia!"). Mars - na kile mtu anaweza kufanya nayo - anahangaisha ubinadamu angalau tangu Ray Bradbury's The Martian Chronicles. Lakini kuna tofauti kubwa kati ya mawazo ya nusu karne iliyopita na siku zetu: uvumbuzi wa hivi karibuni wa kisayansi umehamisha mazungumzo juu ya maisha kwenye Mars kutoka kwa duru za hadithi hadi ofisi za watafiti na hata wafanyabiashara.
Sayari ya nne ya mfumo wa jua ni nusu ya ukubwa wa Dunia katika eneo, lakini katika eneo ni sawa na mabara yote ya dunia pamoja (kwa bahati nzuri, hakuna bahari), na mnamo 2008 uchunguzi wa NASA ulipata maji huko fomu ya barafu). Haishangazi kwamba kuna jaribu la kujaza sayari, na haswa mnamo Julai 2019, injini za roketi kwa ndege huko kwa mara ya kwanza ziliweza kuinua angani Starhopper, mfano ambao kwa miaka michache utageuka kuwa Starship roketi na chombo cha angani iliyoundwa mahsusi kwa ndege kwenda Mars. Shukrani kwa reusability kamili ya Starship (matumizi zaidi ya mia moja), gharama ya ndege kwenda Mars inapaswa kupungua.
Wakati huo huo, wastani wa joto la kila mwaka kwenye Mars ni -63 digrii Celsius, takriban sawa na kwenye kituo cha Vostok Antarctic. Ni baridi sana huko kwa sababu anga yake ni nyembamba mara 150 kuliko ya Dunia. Pamoja na ganda nyembamba kama hilo la gesi, athari ya chafu ni dhaifu sana, ndiyo sababu ni baridi. Shida inaweza kutatuliwa kwa kuleta hali ya hewa kwenye Mars karibu na hali ya hewa ya Dunia - mchakato huu huitwa terraforming. Katika kesi ya Mars, kwa hili ni muhimu kwa joto kali uso wa sayari, ambayo hata katika miaka bora iko kilomita milioni 56 kutoka hapa.
Wanasayansi wanapambana na shida hii ngumu sana, na hivi karibuni, katika msimu wa joto wa 2019, njia isiyo ya kawaida ya kuifanya Sayari Nyekundu iweze kutolewa - kwa mwanzo, angalau kwa sehemu. Ilibadilika kuwa dome ya uwazi iliyotengenezwa kwa nyenzo ya kigeni ya gel tu ni sentimita chache tu inayowasha uigaji wa ardhini wa mchanga wa Martian katika taa duni za hapa na kwamba inaweza kusaidia maisha ya mmea bila joto zaidi. Na hii ni hisia halisi. Tunakuambia nini kifanyike kwa jumla ili baada ya idadi fulani ya miaka watu watembee kwenye uwanja wa Martian na kupendeza miezi miwili mara moja.
Nyumba za Airgel: kiwango cha greenhouses 80 zilizogunduliwa na wanasayansi mwezi mmoja uliopita
Wacha tuende moja kwa moja kwa ugunduzi wa hivi karibuni. Mnamo Julai 2019, timu ya wanasayansi ilifanya majaribio rahisi ya maabara ambayo waliweka mfano wa mchanga wa Martian kwenye chumba kilicho na hali ya nadra na joto la Martian. Halafu waliangaza kwenye nyumba na taa zinazotoa wati 150 za nishati kwa kila mita ya mraba - sawa na vile jua inavyotoa kwa wastani kwa uso wa Mars.
Ilibadilika kuwa ya kushangaza: bila joto kidogo la nje, uso wa mchanga wa Martian, uliofunikwa kutoka juu na dome ya gel, ulipokanzwa kidogo juu ya digrii sifuri. Dome, yenye unene wa sentimita mbili tu, hupitisha nuru inayoonekana vizuri, inapokanzwa mchanga, lakini vibaya sana hupitisha mionzi ya mionzi ya infrared na joto. Kuna malighafi ya kutosha kwa uzalishaji wake (mchanga wa kawaida) kwenye Mars, na pia Duniani.
Inapokanzwa ardhi kwa digrii 65 na kuba rahisi ya uwazi inaonekana kama muujiza, kwa sababu kutoka chini ya ardhi hakuna insulation maalum ya mafuta na joto lingine bado linaenda pande. Hiyo ni, ni kama kufunika ardhi iliyogandishwa na kitambaa cha mafuta kilichopangwa kwa ujanja - halafu kila kitu hufanyika yenyewe. Lakini hakuna muujiza fulani hapa. Aerogel ziligunduliwa mnamo 1931, na, kwa kweli, ni gel ya kawaida ya pombe, ambayo pombe zote huvukizwa na joto, na kuacha mtandao wa njia zilizojaa hewa. Sifa zake za kuhami joto na unene sawa ni hadi mara 7.5 juu kuliko ile ya povu au pamba ya madini, wakati iko wazi. Makao ya kawaida yaliyotengenezwa kutoka kwake na Duniani, kuwa wazi kabisa, hayangehitaji kupokanzwa, isipokuwa wakati wa usiku mrefu wa polar.
Kwa kufurahisha, kwa kweli, nyenzo hii tayari imejaribiwa kwenye Mars: Rovers za Amerika hutumia airgel ili vifaa vyao vya ndani visizidi kupoa wakati wa usiku wa Martian, wakati joto linaweza kushuka hadi digrii -90.
Watafiti ambao wamependekeza nyumba kama njia ya siku moja kuhamia kwenye Mars wanaona kuwa nyumba za hewa ni rahisi kusafirisha kwa umbali mrefu. Kwa kuongezea, majaribio katika maabara ya ulimwengu tayari yameonyesha kuwa hata nyanya hukua kabisa kwenye analog ya mchanga wa Martian, ikiwa hali ya joto ingekuwa ya kawaida. Hakuna haja ya kutumia maji mengi kwao pia: haina mahali pa kuyeyuka kutoka chini ya kuba, ambayo ni kwamba, hata kiasi kidogo chake kitatumiwa kila wakati na mimea "kwenye duara". Kwa njia, ili kudhibitisha mapendekezo haya, waandishi wanapanga kuhamisha majaribio kwenda Antaktika - mabonde kavu ya McMurdo, ambayo yako karibu sana na Mars kwa hali ya hewa na ukosefu wa maji.
Musk ni kweli: Mars anaweza kushambuliwa kwa bomu - na labda kwa ufanisi (lakini sio ukweli)
Njia kali zaidi ya kusuluhisha shida, kama kawaida, ilipendekezwa na Elon Musk: kupiga bomu miti ya Mars na mabomu ya nyuklia. Milipuko hiyo inapaswa kutoa hewa ya ukaa, ambayo hufanya barafu nyingi kwenye kofia za polar za sayari hii. CO2 itaunda athari ya chafu, ambayo ni kwamba, kutoka kwa mabomu ya nyuklia kwenye sayari ya nne itawaka moto kwa muda mrefu na kwa muda mrefu.
Ukweli, mnamo 2018 utafiti uliofadhiliwa na NASA uliweka maoni tofauti kabisa: haina maana kulipua miti hiyo. Na kwa ujumla, dioksidi kaboni yote ya Mars haitoshi kuunda mazingira mnene wa kutosha kwa joto kali. Kulingana na mahesabu ya kikundi cha kisayansi cha "nasov", baada ya kuyeyuka kofia za polar za kaboni dioksidi, shinikizo huko linaweza kuinuliwa mara 2.5 tu. Itapata joto, lakini bado ni joto la Antaktika - na anga ni nyembamba mara 60 kuliko yetu. Waandishi wa kazi hiyo walimtaja moja kwa moja mtu ambaye maoni yao wanamkosoa: Elon Musk. Lakini hii, inaonekana, haikumsumbua hata kidogo.
Hata kwenye Mars, unaweza kupata korongo maelfu ya kilomita kwa muda mrefu - na kukaa ndani yake.
Mars ina huduma za kawaida za misaada ambazo hazipatikani duniani. Mojawapo ni mfumo wa korongo wa Mariner Valley wenye urefu wa kilomita 4,000, mrefu zaidi katika mfumo wa jua. Upana wake ni hadi kilomita 200, na kina chake ni hadi kilomita 7. Hii inamaanisha kuwa chini ya korongo, shinikizo la anga ni mara moja na nusu juu na kuna joto kali na unyevu zaidi kuliko sayari yote. Ni juu ya sehemu ya Mabonde ya Mariner ambayo spacecraft hupiga ukungu halisi kutoka kwa mvuke wa maji (picha hapa chini), na kwenye mteremko wa maeneo mengine - athari nyeusi ya mito mchanga, na mito hii ni sawa na maji.
Bonde la Mariner sio pana kila mahali - mahali pengine upana wake ni kilomita chache tu. Kwa muda mrefu imekuwa ikipendekezwa kufunika sehemu hizo na kuba ya glasi, kwa kuamini kwamba hii itakuwa ya kutosha kutunza joto na kuunda joto la ndani. Ukuta wa airgel juu ya eneo kama hilo na maji unaweza kusababisha malezi ya hali ya hewa ya joto ya karibu na mvua na maji yake. Maeneo kama hayo yanaweza kujengwa pole pole, na kadri eneo kubwa linafunikwa na nyumba zinazokaa, ndivyo joto la wastani litakavyokuwa (kupungua kwa joto kupitia kuta). Kwa hivyo, kwa kweli, mabadiliko ya polepole, "ya kutambaa" yanaweza kuchukua eneo kubwa sana la sayari.
Je! Kuna shida gani kwa mahesabu ya NASA na kwanini wanasayansi wanaopinga tayari wameajiriwa katika SpaceX?
Kuna njia rahisi ya kuongezeka kwa joto la Mars kwa joto la Dunia. Kama ilivyoonyeshwa na kikundi kingine cha wanasayansi, tayari tumejaribu njia hii Duniani, bila kutaka - kutoa tani bilioni 37 za kaboni dioksidi katika anga yake na kuongeza polepole joto kwenye sayari. Njia hii ni gesi chafu.
Kwa kweli, hakuna makaa ya mawe kwenye Mars ambayo inaweza kuunda athari ya chafu ikiwa imechomwa. Na CO2 sio gesi bora zaidi ya chafu. Kuna wagombea bora zaidi, ambao wa kuahidi zaidi ni SF6. Molekuli yake ina chembe moja ya kiberiti, ambayo karibu na atomi sita za fluorini hutoka nje. Kwa sababu ya "wingi" wake, molekuli huingiliana kabisa na mionzi ya ultraviolet na infrared, wakati inapitisha nuru inayoonekana vizuri. Kwa nguvu ya athari ya chafu inayosababisha, ni kubwa mara 34,900 kuliko dioksidi kaboni. Hiyo ni, tani milioni tu za dutu hii zingeweza kutoa athari sawa ya chafu kama makumi ya mabilioni ya tani za CO2 iliyotolewa na wanadamu leo.
Kwa kuongezea, gesi ya SF6 ni ngumu sana - wakati wa maisha yake katika anga ni kutoka miaka 800 hadi 3200, kulingana na hali ya nje. Hii inamaanisha kuwa hauitaji kuwa na wasiwasi juu ya kuoza kwake katika anga ya Martian: ikiisha kutolewa, itabaki hapo kwa muda mrefu sana. Kwa kuongezea, gesi haina madhara kwa wanadamu na viumbe hai vyote. Kwa kweli, kwenye Mars, ni muhimu sana, kwa sababu haikubali mionzi ya UV sio mbaya zaidi kuliko ozoni, ambayo bado haijapatikana.
Kulingana na mahesabu, kwa karibu miaka 100, sindano ya gesi chafu ya juu ya aina hii inaweza kuongeza joto duniani kwa digrii makumi.
Inafurahisha kuwa mapema kidogo, kwa msaada wa NASA, kazi nyingine ya kisayansi ilifanywa, ambayo ilielezea hali kama hiyo - ujenzi wa ardhi wa Mars kwa sababu ya gesi za chafu zilizotengenezwa na watu za ufanisi ulioongezeka. Mmoja wa waandishi wa kazi hii alikuwa Marina Marinova, ambaye alifanya kazi kwa NASA kwa muda mrefu, na leo alipata kazi katika SpaceX. Kwa kuongezea, Elon Musk mwenyewe aliita kama mwandishi mwenza, akikosoa kazi ambayo inazungumzia ukosefu wa CO2 kwenye Mars, ikidaiwa kuizuia kugeuka kuwa sayari yenye joto karibu na Dunia.
Kipengele muhimu cha athari kubwa kama hiyo ya chafu: baada ya kupasha joto udongo wa Martian, CO2 iliyofungwa ndani yake inapaswa kutolewa angani, ikizidisha joto la sayari.
Je! Mars itaonekana kama Dunia wakati gani?
Wakati SF6 inaweza kweli kubadilisha sayari nzima, ni lazima ieleweke wazi kwamba hii haitatokea kesho. Kulingana na mahesabu, kwa hii unahitaji kutumia mabilioni ya masaa ya kilowatt kwa mwaka - na utumie kwenye Mars, ukitengeneza gesi hiyo hiyo ya SF6 kutoka kwa mchanga ulio na fluorine na mchanga wa kijivu. Hiyo ni, wale wanaotaka kufanya terraform watalazimika kujenga mtambo mzima wa megawati 500 za nyuklia kwenye sayari, vifaa vya kiotomatiki vya uzalishaji ambavyo hutoa gesi ya SF6 kila wakati angani. Utaratibu huu utatoa matokeo yanayoonekana baada ya miaka mia moja ya kazi. Kweli, au haraka kidogo na uwekezaji mkubwa sana katika uundaji wa viwanda.
Wakati huu wote, watu ambao hutoa shughuli zao na kusoma Mars watalazimika kuishi mahali pengine. Ni dhahiri kwamba suluhisho bora kwa mabadiliko ya ndani ya sayari katika maeneo ya makazi yao itakuwa nyumba za hewa. Hiyo ni, ikiwa ni lazima, terraforming itaendelea kwa njia mbili mara moja: za mitaa - kwa wakoloni wa sasa na msaada wa nyumba - na ulimwengu - kwa sayari kwa ujumla.
Nani anaweza tayari kuishi kwenye Mars - na kwanini ni muhimu
Miti ya Apple kwenye Sayari Nyekundu haitaota katika siku za usoni, lakini mimea ya nje inaweza kweli kuja hapo mapema kuliko tunavyofikiria.
Kurudi mnamo 2012, Wakala wa Anga ya Ujerumani ilifanya jaribio la lichen ya arctic Xanthoria elegans. Aliwekwa kwenye shinikizo mara 150 chini kuliko ya Dunia - bila oksijeni, kwenye joto la Martian. Licha ya hali ya mgeni ya mazingira, lichen sio tu ilinusurika, lakini pia haikupoteza uwezo wa kufanikiwa photosynthesize (katika vipindi vinavyoiga masaa ya mchana).
Hii inamaanisha kuwa katika mikoa kadhaa ya Mars - Bonde lile lile la Mariners - viumbe kama hivyo katika ukanda wa ikweta tayari vinaweza kuishi leo. Na baada ya kuanza kwa uzalishaji wa gesi ya SF6 kwenye Mars, eneo linalofaa kwao litaanza kupanuka haraka. Kama lichens zingine, Xanthoria ya kifahari hutoa oksijeni wakati wa usanisinuru. Kwa kweli, ilikuwa kutolewa kwa lichens kwenye ardhi ya dunia takriban miaka bilioni 1.2 iliyopita (miaka bilioni 0.7 kabla ya mimea ya juu) ambayo iliruhusu anga ya dunia kuinua kiwango cha oksijeni kwa kiwango cha nyanda za juu za leo za ulimwengu. Uwezekano mkubwa zaidi, kwenye Mars, lichens itakuwa na kazi sawa - kuandaa mazingira ili iwe rahisi kwa viumbe ngumu zaidi kuishi ndani yake.
Labda watu.
