Mars'ta Yaşam: Son keşiflerin bizi Kızıl Gezegene taşınmaya nasıl yaklaştırdığı ve bunun ne kadar zaman alacağı.
16 Ağustos 2019'da eksantrik milyarder ve mucit Elon Musk, Nuke Mars'ı tweetledi! ("Mars'a nükleer bombalarla vuralım!"). Mars - ve bir insanın onunla neler yapabileceği - en azından Ray Bradbury'nin The Martian Chronicles'ından beri insanlığı endişelendiriyor. Ancak yarım asır önceki fanteziler ile günümüz arasında büyük bir fark var: En son bilimsel keşifler, Mars'taki yaşamla ilgili konuşmaları fantezi çevrelerinden araştırmacıların ve hatta iş adamlarının ofislerine aktardı.
Güneş sisteminin dördüncü gezegeni, yarıçap olarak Dünya'nın yarısı kadardır, ancak alanda, dünyanın tüm kıtalarının toplamına eşittir (neyse ki, okyanus yoktur), ayrıca 2008'de NASA araştırma sondası orada su buldu (içinde). buz şeklinde). Gezegeni doldurmak için bir cazibe olması şaşırtıcı değil ve kelimenin tam anlamıyla Temmuz 2019'da, orada bir uçuş için roket motorları ilk kez birkaç yıl içinde Starship'e dönüşecek bir prototip olan Starhopper'ı havaya kaldırabildi. - özellikle Mars'a uçuşlar için yaratılmış bir roket ve uzay aracı. Starship'in tam olarak yeniden kullanılabilirliği (yüzden fazla kullanım) sayesinde, Mars'a uçuşların maliyeti düşmeli.
Aynı zamanda, Mars'taki yıllık ortalama sıcaklık -63 santigrat derecedir, yaklaşık olarak Vostok Antarktika istasyonundakiyle aynıdır. Orası çok soğuk çünkü atmosferi Dünya'nınkinden 150 kat daha ince. Böyle ince bir gaz kabuğu ile sera etkisi çok zayıftır, bu yüzden soğuktur. Sorun, Mars'taki iklim koşullarını Dünya'nın iklimine yaklaştırarak çözülebilir - bu sürece terraforming denir. Mars durumunda, bunun için en iyi yıllarda bile buradan 56 milyon kilometre uzakta bulunan gezegenin yüzeyini bir şekilde keskin bir şekilde ısıtmak gerekir.
Bilim adamları bu sorunla oldukça sıkı bir şekilde mücadele ediyorlar ve son zamanlarda, 2019 yazında, Kızıl Gezegeni yaşanabilir hale getirmenin alışılmadık bir yolu sunuldu - başlangıç için, en azından kısmen. Sadece birkaç santimetre kalınlığında egzotik jel malzemeden yapılmış şeffaf bir kubbenin, zayıf yerel aydınlatmada Mars toprağının karasal taklidini o kadar fazla ısıttığı ve ek ısıtma olmadan bitki yaşamını destekleyebildiği ortaya çıktı. Ve bu gerçek bir sansasyon. Size genel olarak neler yapılabileceğini anlatıyoruz, böylece belirli bir süre sonra insanlar Mars tarlalarında yürürler ve aynı anda iki aya hayran kalırlar.
Aerojel kubbeler: Bilim adamları tarafından bir ay önce keşfedilen 80. seviye seralar
Doğrudan en son keşfe gidelim. Temmuz 2019'da, bir bilim adamları ekibi, Mars toprağının bir analogunu, nadir bir atmosfere ve Mars sıcaklığına sahip bir odaya yerleştirdikleri basit laboratuvar deneyleri yaptılar. Ardından, metrekare başına 150 watt enerji veren lambalarla kubbelerde parladılar - tam olarak güneşin ortalama olarak Mars'ın yüzeyine verdiği kadar.
Şaşırtıcı bir şekilde ortaya çıktı: en ufak bir dış ısıtma olmadan, yukarıdan bir jel kubbe ile kaplanmış Mars toprağının yüzeyi sıfır derecenin biraz üzerine ısındı. Sadece iki santimetre kalınlığındaki kubbe, görünür ışığı iyi iletir, toprağı ısıtır, ancak ultraviyole, kızılötesi radyasyon ve ısıyı çok zayıf bir şekilde iletir. Mars'ta ve Dünya'da üretimi (sıradan kum) için fazlasıyla yeterli hammadde var.
Basit şeffaf bir kubbe ile zemini 65 derece ısıtmak bir mucize gibi görünüyor, çünkü zeminin altından özel bir ısı yalıtımı yok ve ısının bir kısmı hala yanlara gidiyor. Yani, donmuş zemini akıllıca düzenlenmiş bir muşamba ile örtmek gibidir - ve sonra her şey kendi kendine olur. Ama burada özel bir mucize yok. Aerojeller 1931'de keşfedildi ve aslında, tüm alkolün ısıtılarak buharlaştırıldığı ve hava dolu bir kanal ağı bırakarak normal bir alkol jeli. Aynı kalınlıktaki ısı yalıtım özellikleri, köpük veya mineral yünden 7,5 kata kadar daha yüksektir ve pratik olarak şeffaftır. Ondan ve Dünya'dan yapılan geleneksel bir konut, tamamen şeffaf olduğundan, uzun kutup gecesi dışında ısıtma gerektirmez.
İlginç bir şekilde, aslında, bu malzeme Mars'ta zaten test edildi: Amerikan gezicileri, sıcaklığın -90 dereceye düşebileceği Mars gecesi boyunca iç aletlerinin aşırı soğumaması için aerojel kullanıyor.
Bu tür kubbeleri bir gün Mars'a taşınmanın bir yolu olarak öneren araştırmacılar, aerojel kubbelerin uzun mesafelerde taşınmasının kolay olduğunu belirtiyorlar. Ayrıca, karasal laboratuvarlardaki deneyler, sıcaklık normal olursa, domateslerin bile Mars toprağının bir analogunda tamamen büyüdüğünü zaten göstermiştir. Onlar için de fazla su harcamaya gerek yok: kubbenin altından buharlaşacak hiçbir yeri yok, yani küçük bir miktarı bile bitkiler tarafından sürekli olarak "daire halinde" tüketilecek. Bu arada, bu önerileri doğrulamak için yazarlar, deneyleri iklim ve susuzluk açısından Mars'a son derece yakın olan McMurdo'nun kuru vadileri olan Antarktika'ya aktarmayı planlıyorlar.
Musk haklı: Mars gerçekten de bombalanabilir - ve muhtemelen yararlı (ama bir gerçek değil)
Sorunu çözmenin en radikal yolu, çoğu zaman olduğu gibi, Elon Musk tarafından önerildi: Mars'ın kutuplarını termonükleer bombalarla bombalamak. Patlamalar, bu gezegenin kutup kapaklarındaki buzun çoğunu oluşturan karbondioksiti buharlaştırmalıdır. CO2 bir sera etkisi yaratacak, yani dördüncü gezegendeki nükleer bombalamalardan ciddi şekilde ve uzun süre ısınacak.
Doğru, 2018'de NASA sponsorluğunda yapılan bir araştırma tamamen farklı bir bakış açısı ortaya koydu: direkleri bombalamak işe yaramaz. Ve genel olarak, Mars'ın tüm karbondioksiti, ciddi ısınma için yeterince yoğun bir atmosfer yaratmak için yeterli değildir. "Nasov" bilimsel grubunun hesaplamalarına göre, kutupsal karbondioksit başlıklarını erittikten sonra, buradaki basınç sadece 2,5 kat artırılabilir. Daha da ısınacak, ama yine de Antarktika sıcaklıkları - ve atmosfer bizimkinden 60 kat daha ince. Eserin yazarları, bakış açısını eleştirdikleri kişiden doğrudan bahsettiler: Elon Musk. Ama bu, öyle görünüyor ki, onu en azından rahatsız etmedi.
Mars'ta bile binlerce kilometre uzunluğunda bir kanyon bulabilir ve içine yerleşebilirsiniz.
Mars, Dünya'da bulunmayan çok sıra dışı kabartma özelliklerine sahiptir. Bunlardan biri, güneş sisteminde bilinen en uzun 4.000 kilometre uzunluğundaki Mariner Valley kanyon sistemidir. Genişliği 200 kilometreye kadar ve derinliği 7 kilometreye kadar. Bu, kanyonların dibinde atmosferik basıncın bir buçuk kat daha yüksek olduğu ve gezegenin geri kalanından belirgin şekilde daha sıcak ve nemli olduğu anlamına gelir. Uzay araçlarının su buharından (aşağıda resmedilmiştir) gerçek sisleri fotoğrafladığı Mariner Vadilerinin bir kısmı üzerindedir ve diğer alanların yamaçlarında - kumdaki koyu renkli akıntı izleri ve bu akıntılar şüpheli bir şekilde suya benzer.
Mariner vadileri her yerde geniş değildir - bazı yerlerde genişlikleri sadece birkaç kilometredir. Bu tür yerlerin, ısıyı korumak ve yerel bir yüksek sıcaklık oluşturmak için yeterli olacağına inanılarak, uzun süredir cam bir kubbe ile örtülmesi önerilmiştir. Su ile böyle bir alan üzerinde bir aerojel kubbesi, kendi yağışı ve suyu ile yerel nispeten sıcak bir iklimin oluşmasına yol açabilir. Bu tür yerler kademeli olarak inşa edilebilir ve bitişik kubbelerle kaplanan alan ne kadar büyük olursa, ortalama sıcaklık o kadar yüksek olur (duvarlardan daha az ısı kaybı). Yani, aslında, böyle kademeli, "sürünen" bir terraforming, gezegenin çok geniş bir alanını kaplayabilir.
NASA'nın hesaplamalarında yanlış olan ne ve neden muhalif bilim adamları SpaceX'te işe alındı?
Mars'ın Dünya'nın sıcaklıklarına küresel ısınmasının daha kolay bir yolu var. Başka bir grup bilim insanı tarafından belirtildiği gibi, bu yöntemi Dünya'da zaten denedik - atmosferine 37 milyar ton karbondioksit salmak ve gezegendeki sıcaklığı kademeli olarak artırmak istemeden. Bu yol sera gazlarıdır.
Tabii ki Mars'ta yakıldığında sera etkisi yaratabilecek bir kömür yok. Ve CO2 en verimli sera gazı değildir. En umut verici olanı SF6 olan çok daha iyi adaylar var. Molekülünün etrafında altı flor atomunun dışarı çıktığı bir kükürt atomu vardır. "Hacimliği" nedeniyle, molekül, görünür ışığı iyi iletirken hem ultraviyole hem de kızılötesi radyasyonu mükemmel şekilde yakalar. Sebep olduğu sera etkisinin gücü açısından karbondioksitten 34.900 kat daha fazladır. Yani bu maddenin sadece bir milyon tonu, bugün insanlığın yaydığı on milyarlarca ton CO2 ile aynı sera etkisini verecektir.
Ek olarak, SF6 gazı çok inatçıdır - atmosferdeki ömrü, dış koşullara bağlı olarak 800 ila 3200 yıldır. Bu, Mars atmosferinde çürümesi konusunda endişelenmenize gerek olmadığı anlamına gelir: bir kez üretildiğinde, orada çok uzun bir süre kalacaktır. Ayrıca gaz, insanlara ve tüm canlı organizmalara zararsızdır. Aslında, Mars'ta oldukça faydalıdır, çünkü UV ışınlarını henüz orada olmayan ozondan daha kötü bir şekilde yakalar.
Hesaplamalara göre, yaklaşık 100 yıl içinde, bu tür süper sera gazlarının enjeksiyonu, gezegendeki sıcaklıkları onlarca derece artırabilir.
Biraz önce, NASA'nın desteğiyle, böyle bir senaryoyu tanımlayan başka bir bilimsel çalışmanın gerçekleştirilmesi ilginçtir - insan yapımı sera gazları nedeniyle artan verimlilik nedeniyle Mars'ın dünyalaştırılması. Bu çalışmanın yazarlarından biri de uzun süre NASA için çalışan Marina Marinova idi ve bugün SpaceX'te iş buldu. Üstelik Elon Musk, Mars'ta CO2 eksikliğinden bahseden çalışmayı eleştirerek, iddiaya göre Mars'ın Dünya'ya yakın sıcaklıklarda bir gezegene dönüşmesini engelledi.
Böyle süper güçlü bir sera etkisinin önemli bir özelliği: Mars toprağını ısıttıktan sonra, içindeki CO2'nin atmosfere salınması ve gezegenin ısınmasını daha da artırması gerekir.
Mars ne zaman Dünya'ya benzeyecek?
SF6 gerçekten de tüm gezegeni dönüştürebilirken, bunun yarın olmayacağı açıkça anlaşılmalıdır. Hesaplamalara göre, bunun için yılda milyarlarca kilovat saat harcamanız ve bunları Mars'ta harcamanız, aynı SF6 gazını flor ve gri toprak bakımından zengin bir topraktan yapmanız gerekiyor. Yani, yeryüzüne çıkmak isteyenler, gezegende 500 megavatlık bir nükleer enerji santrali, sürekli olarak SF6 gazını atmosfere salan otomatik üretim tesisleri inşa etmek zorunda kalacaklar. Bu süreç, yüz yıllık bir çalışmanın ardından somut sonuçlar verecektir. Eh, ya da fabrikaların yaratılmasında çok büyük yatırımlarla biraz daha hızlı.
Bunca zaman, faaliyetlerini sağlayan ve Mars'ı inceleyen insanlar bir yerde yaşamak zorunda kalacaklar. Gezegenin yerleşim yerlerinde yerel dönüşümü için en iyi çözümün aerojel kubbeleri olacağı açıktır. Yani, gerekirse, terraforming aynı anda iki şekilde ilerleyecektir: yerel - kubbelerin yardımıyla mevcut sömürgeciler için - ve küresel - bir bütün olarak gezegen için.
Kim zaten Mars'ta yaşayabilir - ve neden önemli?
Kızıl Gezegen'deki elma ağaçları yakın gelecekte çiçek açmayacak, ancak dış mekan bitki örtüsü aslında oraya düşündüğümüzden daha erken gelebilir.
2012 yılında, Alman Havacılık ve Uzay Ajansı arktik liken Xanthoria elegans ile bir deney yaptı. Mars sıcaklıklarında, oksijensiz, Dünya'nınkinden 150 kat daha düşük bir basınçta tutuldu. Çevrenin yabancı doğasına rağmen, liken sadece hayatta kalmakla kalmadı, aynı zamanda başarılı bir şekilde fotosentez yapma yeteneğini de kaybetmedi (gündüz saatlerini taklit eden dönemlerde).
Bu, Mars'ın bazı bölgelerinde - aynı Denizciler Vadileri - ekvator bölgesindeki bu tür organizmaların bugün zaten yaşayabileceği anlamına gelir. Ve Mars'ta SF6 gazı üretimine başlandıktan sonra, onlar için uygun olan bölge hızla genişlemeye başlayacak. Diğer likenler gibi, zarif Xanthoria da fotosentez sırasında oksijen üretir. Aslında, dünya atmosferinin oksijen içeriğini günümüzün karasal yaylalarının seviyesine keskin bir şekilde yükseltmesine izin veren, yaklaşık 1,2 milyar yıl önce (yüksek bitkilerden 0,7 milyar yıl önce) dünya topraklarındaki likenlerin serbest bırakılmasıydı. Büyük olasılıkla, Mars'ta likenler aynı işleve sahip olacak - atmosferi, daha karmaşık canlıların içinde yaşamasını kolaylaştıracak şekilde hazırlamak.
Belki de insanlar.
