Kehidupan di Marikh: bagaimana penemuan baru-baru ini mendekatkan kita untuk bergerak ke Planet Merah dan berapa lama masa yang diperlukan.
Pada 16 Ogos 2019, jutawan eksentrik dan pencipta Elon Musk tweet Nuke Mars! ("Mari memukul Mars dengan bom nuklear!"). Marikh - dan apa yang dapat dilakukan seseorang - membimbangkan umat manusia sekurang-kurangnya sejak Ray Bradbury's The Martian Chronicles. Tetapi ada perbezaan besar antara khayalan setengah abad yang lalu dan zaman kita: penemuan saintifik terkini telah memindahkan perbualan mengenai kehidupan di Marikh dari kalangan fantasi ke pejabat penyelidik dan juga ahli perniagaan.
Planet keempat sistem suria adalah setengah ukuran Bumi dalam radius, tetapi di kawasan itu sama dengan semua benua bumi yang digabungkan (untungnya, tidak ada lautan), ditambah pada tahun 2008 penyelidikan penyelidikan NASA menemui air di sana (di bentuk ais). Tidak menghairankan bahawa ada godaan untuk mengisi planet ini, dan secara harfiah pada bulan Julai 2019, mesin roket untuk penerbangan ke sana untuk pertama kalinya dapat mengangkat ke udara Starhopper, sebuah prototaip yang dalam beberapa tahun akan berubah menjadi Starship - roket dan kapal angkasa yang dibuat khusus untuk penerbangan ke Marikh. Berkat penggunaan semula Starship sepenuhnya (lebih dari seratus kegunaan), kos penerbangan ke Mars harus menurun.
Pada masa yang sama, suhu tahunan purata di Marikh ialah -63 darjah Celsius, kira-kira sama seperti di stesen Antartika Vostok. Ia sangat sejuk di sana kerana suasananya 150 kali lebih tipis daripada bumi Dengan cengkerang gas yang tipis, kesan rumah hijau sangat lemah, sebab itulah ia sejuk. Masalahnya dapat diselesaikan dengan mendekatkan keadaan iklim di Marikh dengan iklim Bumi - proses ini disebut terraforming. Dalam kes Mars, untuk ini perlu untuk memanaskan permukaan planet secara mendadak, yang walaupun pada tahun-tahun terbaik terletak 56 juta kilometer dari sini.
Para saintis memerangi masalah ini dengan agak sukar, dan baru-baru ini, pada musim panas 2019, cara yang tidak biasa untuk menjadikan Planet Merah dapat dihuni telah dipersembahkan - sebagai permulaan, sekurang-kurangnya sebahagian. Ternyata kubah lutsinar yang terbuat dari bahan gel eksotik hanya setebal beberapa sentimeter menghangatkan tiruan daratan tanah Martian dalam pencahayaan tempatan yang buruk sehingga mampu menampung kehidupan tanaman tanpa pemanasan tambahan. Dan ini adalah sensasi sebenar. Kami memberitahu anda apa yang dapat dilakukan secara umum sehingga setelah beberapa tahun orang berjalan melalui ladang Martian dan mengagumi dua bulan sekaligus.
Airgel kubah: rumah hijau tingkat 80 yang ditemui oleh saintis sebulan yang lalu
Mari terus ke penemuan terbaru. Pada bulan Julai 2019, sepasukan saintis melakukan eksperimen makmal sederhana di mana mereka meletakkan analog tanah Martian di ruang dengan suasana yang jarang ditemui dan suhu Martian. Kemudian mereka bersinar di atas kubah dengan lampu yang memberikan 150 watt tenaga per meter persegi - sama seperti matahari yang rata-rata memberikan ke permukaan Mars.
Ternyata mengejutkan: tanpa pemanasan luaran sedikit pun, permukaan tanah Mars, ditutup dari atas dengan kubah gel, dipanaskan sedikit di atas darjah sifar. Kubah, setebal hanya dua sentimeter, memancarkan cahaya yang dapat dilihat dengan baik, memanaskan tanah, tetapi sangat buruk menyebarkan sinar ultraviolet, inframerah dan haba. Terdapat lebih banyak bahan mentah untuk pengeluarannya (pasir biasa) di Marikh, dan juga di Bumi.
Memanaskan tanah sebanyak 65 darjah dengan kubah lutsinar yang sederhana kelihatan seperti keajaiban, kerana dari bawah tanah tidak mempunyai penebat haba khas dan sebahagian daripada haba tetap ke sisi. Iaitu seperti menutup tanah beku dengan taplak minyak yang disusun dengan bijak - dan kemudian semuanya berlaku dengan sendirinya. Tetapi tidak ada keajaiban tertentu di sini. Aerogel ditemui pada tahun 1931, dan, sebenarnya, itu adalah gel alkohol biasa, dari mana semua alkohol disejat dengan pemanasan, meninggalkan rangkaian saluran yang dipenuhi udara. Sifat penebat haba dengan ketebalan yang sama hingga 7.5 kali lebih tinggi daripada busa atau bulu mineral, sementara praktikalnya lutsinar. Kediaman konvensional yang dibuat dari situ dan di Bumi, yang telus sepenuhnya, tidak memerlukan pemanasan, kecuali pada malam kutub yang panjang.
Menariknya, sebenarnya, bahan ini telah diuji di Marikh: Penemu Amerika menggunakan gel udara agar alat dalamannya tidak terlalu sejuk pada malam Martian, ketika suhu boleh turun hingga -90 darjah.
Para penyelidik yang telah mencadangkan kubah tersebut sebagai jalan untuk satu hari bergerak ke Mars mencatat bahawa kubah airgel mudah diangkut dari jarak jauh. Lebih-lebih lagi, eksperimen di makmal darat telah menunjukkan bahawa bahkan tomato tumbuh sepenuhnya pada analog tanah Mars, jika suhunya normal. Tidak perlu menghabiskan banyak air untuk mereka: tidak ada tempat untuk menguap dari bawah kubah, yaitu, bahkan sejumlah kecil akan selalu dimakan oleh tanaman "dalam lingkaran". Ngomong-ngomong, untuk mengesahkan cadangan ini, penulis merancang untuk memindahkan eksperimen ke Antartika - lembah kering McMurdo, yang sangat dekat dengan Mars dari segi iklim dan tanpa air.
Musk betul: Marikh memang boleh dibom - dan mungkin berguna (tetapi bukan fakta)
Cara paling radikal untuk menyelesaikan masalah, seperti yang sering terjadi, dicadangkan oleh Elon Musk: untuk mengebom kutub Mars dengan bom termonuklear. Letupan harus menguap karbon dioksida, yang membentuk sebahagian besar ais di penutup kutub planet ini. CO2 akan mewujudkan kesan rumah hijau, iaitu dari pengeboman nuklear di planet keempat ia akan menjadi panas dan lama.
Benar, pada tahun 2018 sebuah kajian yang ditaja oleh NASA mengemukakan pandangan yang sama sekali berbeza: tidak ada gunanya mengebom tiang tersebut. Dan secara amnya, semua karbon dioksida Mars tidak cukup untuk mewujudkan suasana yang cukup padat untuk pemanasan yang serius. Menurut perhitungan kumpulan ilmiah "nasov", setelah mencairkan penutup kutub karbon dioksida, tekanan di sana dapat dinaikkan hanya 2.5 kali. Ia akan menjadi lebih panas, tetapi masih suhu Antartika - dan suasananya 60 kali lebih tipis daripada suhu kita. Pengarang karya tersebut secara langsung menyebut orang yang sudut pandangannya mereka kritik: Elon Musk. Tetapi ini, sedikit pun, tidak mengganggunya.
Walaupun di Marikh, anda dapat menjumpai gaung sepanjang ribuan kilometer - dan menetap di dalamnya.
Marikh mempunyai ciri-ciri pelepasan yang sangat luar biasa yang tidak terdapat di Bumi. Salah satunya ialah sistem ngarai Lembah Mariner sepanjang 4.000 kilometer, yang paling lama diketahui dalam sistem suria. Lebarnya hingga 200 kilometer, dan kedalamannya hingga 7 kilometer. Ini bermaksud bahawa di dasar gaung, tekanan atmosfera satu setengah kali lebih tinggi dan terdapat lebih panas dan lembap daripada di planet lain. Di sebahagian Lembah Mariner, kapal angkasa memotret kabut nyata dari wap air (gambar di bawah), dan di lereng kawasan lain - jejak gelap di pasir, dan aliran ini curiga sama dengan air.
Lembah Mariner tidak luas di mana-mana - di beberapa tempat lebarnya hanya beberapa kilometer. Sudah lama diusulkan untuk menutup tempat-tempat seperti itu dengan kubah kaca, percaya bahawa ini akan cukup untuk menahan panas dan membentuk suhu tinggi tempatan. Kubah airgel di kawasan seperti ini dengan air dapat menyebabkan pembentukan iklim yang agak hangat setempat dengan curah hujan dan airnya sendiri. Tempat-tempat seperti itu dapat dibangun secara beransur-ansur, dan semakin besar kawasan yang ditutupi dengan kubah berbatasan, semakin tinggi suhu rata-rata (kurang kehilangan haba melalui dinding). Jadi, sebenarnya, terraforming "menjalar" secara beransur-ansur dapat merangkumi kawasan planet yang sangat besar.
Apa yang salah dengan perhitungan NASA dan mengapa para saintis yang tidak setuju telah disewa di SpaceX?
Terdapat cara yang lebih mudah untuk pemanasan global Marikh ke suhu Bumi. Seperti yang dinyatakan oleh sekumpulan saintis lain, kami telah mencuba kaedah ini di Bumi, tanpa ingin - memancarkan 37 milyar tan karbon dioksida ke atmosfernya dan secara bertahap meningkatkan suhu di planet ini. Jalan ini adalah gas rumah hijau.
Sudah tentu, tidak ada arang batu di Marikh yang boleh menimbulkan kesan rumah hijau jika terbakar. Dan CO2 bukan gas rumah hijau yang paling cekap. Terdapat calon yang jauh lebih baik, yang paling menjanjikan adalah SF6. Molekulnya terdiri daripada satu atom sulfur, di mana enam atom fluorin keluar. Kerana "bulkiness" nya, molekul ini dapat memintas sinaran ultraviolet dan inframerah dengan sempurna, sambil memancarkan cahaya yang dapat dilihat dengan baik. Dari segi kekuatan kesan rumah hijau yang ditimbulkannya, 34.900 kali lebih besar daripada karbon dioksida. Maksudnya, hanya satu juta tan bahan ini akan memberikan kesan rumah hijau yang sama dengan puluhan bilion tan CO2 yang dikeluarkan oleh umat manusia hari ini.
Di samping itu, gas SF6 sangat ulet - jangka hayatnya di atmosfer adalah dari 800 hingga 3200 tahun, bergantung pada keadaan luaran. Ini bermaksud bahawa anda tidak perlu risau akan kerosakannya di atmosfer Martian: setelah dihasilkan, ia akan kekal lama di sana. Selain itu, gas tersebut tidak berbahaya bagi manusia dan semua organisma hidup. Sebenarnya, di Marikh, ia agak berguna, kerana memintas sinar UV tidak lebih buruk daripada ozon, yang belum ada.
Menurut perhitungan, dalam kira-kira 100 tahun, suntikan gas rumah hijau super jenis ini dapat meningkatkan suhu di planet ini hingga puluhan darjah.
Sangat menarik bahawa sedikit lebih awal, dengan sokongan NASA, satu lagi karya ilmiah dilakukan, yang menggambarkan senario seperti itu - terraforming Marikh disebabkan oleh gas rumah hijau buatan manusia yang meningkatkan kecekapan. Salah satu pengarang karya ini ialah Marina Marinova, yang telah lama bekerja di NASA, dan hari ini dia mendapat pekerjaan di SpaceX. Lebih-lebih lagi, Elon Musk sendiri menyebutnya sebagai pengarang bersama, mengkritik karya yang membicarakan kekurangan CO2 di Marikh, yang diduga menghalangnya daripada berubah menjadi planet dengan suhu dekat dengan Bumi.
Ciri penting kesan rumah hijau yang sangat kuat: setelah memanaskan tanah Martian, CO2 yang terikat di dalamnya harus dilepaskan ke atmosfer, meningkatkan lagi pemanasan planet ini.
Bilakah Mars sebenarnya akan kelihatan seperti Bumi?
Walaupun SF6 memang dapat mengubah seluruh planet, ia mesti difahami dengan jelas bahawa ini tidak akan berlaku esok. Menurut pengiraan, untuk ini anda perlu menghabiskan berbilion kilowatt-jam setahun - dan membelanjakannya di Marikh, membuat gas SF6 yang sama dari tanah yang kaya dengan tanah fluorin dan kelabu. Maksudnya, mereka yang ingin terraform harus membangun keseluruhan loji tenaga nuklear 500 megawatt di planet ini, kemudahan pengeluaran automatik yang terus-menerus melepaskan gas SF6 ke atmosfera. Proses ini akan memberikan hasil yang nyata setelah seratus tahun bekerja. Baik, atau sedikit lebih cepat dengan pelaburan yang sangat besar dalam pembuatan kilang.
Selama ini, orang yang melakukan aktiviti mereka dan belajar di Mars mesti tinggal di suatu tempat. Jelas bahawa penyelesaian terbaik untuk transformasi planet ini di tempat-tempat penempatan mereka adalah kubah airgel. Iaitu, jika perlu, terraforming akan berlaku dengan dua cara sekaligus: tempatan - untuk penjajah sekarang dengan bantuan kubah - dan global - untuk planet ini secara keseluruhan.
Siapa yang sudah boleh hidup di Marikh - dan mengapa ia penting
Pokok epal di Planet Merah tidak akan mekar dalam masa terdekat, tetapi tumbuh-tumbuhan luar mungkin akan datang ke sana lebih awal daripada yang kita fikirkan.
Kembali pada tahun 2012, Agensi Aeroangkasa Jerman melakukan eksperimen dengan lichen Artik Xanthoria elegans. Dia disimpan pada tekanan 150 kali lebih rendah daripada Bumi - tanpa oksigen, pada suhu Martian. Walaupun alam sekitarnya asing, lichen tidak hanya bertahan, tetapi juga tidak kehilangan kemampuan untuk berjaya melakukan fotosintesis (dalam tempoh yang meniru waktu siang).
Ini bermaksud bahawa di sebilangan wilayah Marikh - Lembah Mariner yang sama - organisma seperti itu di zon khatulistiwa sudah dapat hidup hari ini. Dan setelah bermulanya pengeluaran gas SF6 di Marikh, wilayah yang sesuai untuk mereka akan mula berkembang dengan pesat. Seperti lumut lain, Xanthoria yang elegan menghasilkan oksigen semasa fotosintesis. Sebenarnya, itu adalah pelepasan lumut di bumi sekitar 1.2 miliar tahun yang lalu (0.7 bilion tahun sebelum tanaman yang lebih tinggi) yang memungkinkan atmosfer bumi menaikkan kandungan oksigen secara mendadak ke paras tanah tinggi daratan sekarang. Kemungkinan besar, di Marikh, lichen akan mempunyai fungsi yang sama - untuk mempersiapkan atmosfer sehingga lebih mudah bagi makhluk yang lebih kompleks untuk tinggal di dalamnya.
Mungkin orang.
