Az a gondolat, hogy a Mars valamilyen módon kialakuljon a lakhatósá tétele érdekében, látomásos, sci-fi álom. Most azonban a szilícium-aerogélnek nevezett anyag kissé kevésbé teszi lehetetlenné a Mars felépítésének ötletét.
Jelentős emberek, Carl Sagan és Elon Musk között javasolják a Mars felmelegítését, és ezzel megteremtik a légkört. A trükk a fagyott szén-dioxid és a víz bolygójának sarki sapkáiban rejlik. Sagan azt mondta: ha ezeket a kupakokat valamilyen módon el lehet párologtatni, akkor a CO2-üvegházhatás okozza a többit. Musk vigyorogva és félig tréfálkodva mondta, hogy a pólusokra dobott atombombák meg fogják csinálni a trükköt.
Komoly tudományos munka folyik az ötlet feltárására, legalábbis elméletileg. A központi kérdés az, hogy van-e a Marsnak elegendő széndioxid és víz a Földhez hasonló légköri sűrűség létrehozásához?
2018-ban a Colorado Egyetem tudósai tanulmányozták a kérdést. Következtetésük? A Mars formázása a jelenlegi technológiánkkal nem lehetséges, ami igaz, hogy a legtöbb ember már bizonyosnak bizonyult.
„Eredményeink azt sugallják, hogy nincs elegendő CO2 maradtak a Marson, hogy jelentős üvegházhatást okozzanak, ha a gázt a légkörbe juttatják; ezen felül a szén-dioxid nagy része2 A földgáz nem érhető el, és nem volt könnyen mobilizálható. Ennek eredményeként a Mars formálása nem lehetséges a mai technológiával. ”- mondta Bruce Jakosky, a Boulder-i Colorado Egyetem Légkör- és Űrfizikai Laboratóriumának professzora.
De ez egy évvel ezelőtt volt, és a technológia folyamatosan fejlődik.
A Nature Astronomy új tanulmányában a NASA Jet Propulsion Laboratory, a Harvard Egyetem és az Edinburgh-i Egyetem trió kutatói azt sugallják, hogy a Mars életképessé válhat, ha megváltoztatjuk gondolkodásunkat és új technológiát alkalmazunk. A vörös bolygó egészének életképessé tételét célzó nagy álmok helyett az, amit a tudósok a globális légköri módosításnak (GAM) hívnak, ha a kis régiók átalakulhatnak?
A gondolkodásmód kulcsa a szilika airgel.
"A Mars megközelíthetőségének ez a regionális megközelítése sokkal elérhetőbb, mint a globális légköri módosítás."
Robin Wordsworth, Harvard John A. Paulson Műszaki és Alkalmazott Tudományok Iskolája
A szilica airgel nem az, amire gondolhatnád. A valódi gél helyett szilárd, merev, száraz anyag. Úgy hozták létre, hogy a folyadékot extrahálják egy gélből egy szuperkritikus szárításnak nevezett eljárással, ugyanazzal a módszerrel készítik a koffeinmentes kávét.
Az új tanulmány mögött álló kutatók modelleket és kísérleteket használtak annak bemutatására, hogy egy vékony, 2–3 cm (0,8–1,2 hüvelyk) réteg léggél lehetővé teheti a napfény behatolását, de csapdába ejti a hőt. A gél elegendő napfényt biztosítana a fotoszintézishez, és tartósan melegíti a borított területet, lehetővé téve a vízjég és a fagyasztott CO2 megolvadását. Talán a legjobban, ehhez nincs szüksége energiaigényes hőforrásra.
"A Mars lakóképességének ez a regionális megközelítése sokkal elérhetőbb, mint a légköri globális módosítása" - mondta Robin Wordsworth, a Harvard John A. Paulson Műszaki és Alkalmazott Tudományok Iskolájának (SEAS) és a Föld Tanszékének környezettudományi és mérnöki asszisztensének professzora. és a Bolygótudomány. "Ellentétben a korábbi ötletekkel, amelyek lehetővé teszik a Mars életképességét, ez valami olyan, amelyet már meglévő anyagokkal és technológiákkal szisztematikusan lehet kifejleszteni és tesztelni" - mondta a sajtóközleményben.
„A kis alkalmazhatósági szigetek”
"A Mars a Földön kívül a Naprendszerünkben a leginkább lakható bolygó" - mondta Laura Kerber, a NASA sugárhajtású laboratóriumának kutatója. „De sokféle élet számára továbbra is ellenséges világ marad. A lakhatósági kicsi szigetek létrehozására szolgáló rendszer lehetővé tenné számunkra, hogy a Marsot ellenőrzött és méretezhető módon átalakítsuk. ”
A szilícium-dioxid airgel, a lakhatósági sziget ötletét valami ihlette, ami már a Mars oszlopánál megtörténik.
A Földön ellentétben a Marsban a CO2 fagyos, csapdába esik a pólusoknál. Míg itt a Földön az oszlopok vízjég, a marsi pólusok a vízjég és a CO2 jég kombinációja. De annak ellenére, hogy fagyos, a szén-dioxid továbbra is lehetővé teszi a napfény behatolását a hő csapdája alatt.
A Mars pólusainak képei megmutatják, hogyan történik ez.
Ebben a jégképben a Marson a CO2 becsapta a Nap melegét. Ez nyáron kis melegzsebeket hoz létre, amelyek fekete olvadt foltokként jelennek meg a jégben.
"Megkezdtük a gondolkodást erre a szilárdtest üvegházhatásra és arra, hogy miként lehetne felhasználni arra, hogy a jövőben életképes környezetet teremtsünk a Marson" - mondta Wordsworth. "Elkezdtük azon gondolkodni, hogy milyen anyagok minimalizálhatják a hővezetést, de a lehető legtöbb fényt továbbítják."
Mint kiderült, a szilícium-dioxid-airgel illeszkedik a számlához. Először 1931-ben fedezték fel, és ez az egyik legszigetelőbb anyag, amit valaha gyártottak. Ennek oka az, hogy nagyon porózus anyag, amelyet szinte teljesen levegőből készítenek. Körülbelül 99,8% levegő, olyan, mint egy hőablak.
A szilícium-dioxid-aerogelek 97% -ban porózusak, azaz a fény áthalad az anyagon, de a szilícium-dioxid összekapcsoló nanorétegei csapdába helyezik az infravörös sugárzást, és jelentősen lassítják a hővezetést. Ezeket az aerogéleket számos mérnöki alkalmazásban használják manapság, ideértve a NASA Mars Exploration Rovers-ét is. Ezeket az érzékeny elektronikákat melegen tartják.
"A szilícium-dioxid-levegő ígéretes anyag, mivel passzív hatása van" - mondta Kerber. "Nem lenne szükség nagy mennyiségű energiára vagy a mozgó alkatrészek karbantartására, hogy a terület melegen tartható hosszú ideig."
A kutatók kísérleteket készítettek a Mars körülményeinek utánozására. Kétféle szilícium-dioxid-levegővel kísérleteztek: részecskékkel és csempékkel. Megállapították, hogy mindkettő hatékonyan növeli a hőmérsékletet. Mindkettő hatékonyan blokkolta a veszélyes UV-sugárzást.
Eredményeik azt mutatják, hogy egy legalább 2 cm-es airgelréteg az UVC-sugárzást kevesebb, mint 0,5% -ra csökkentette. Az UVC nagyobb energiájú UV sugárzás, és különösen káros lehet. A Földön szinte semmilyen mérhető UVC-sugárzás nem érkezik a felszínre az atmoszféra felső atmoszférájában lévő ózon, molekuláris oxigén és vízgőz miatt.
"Ha elég nagy területre terjed, akkor nincs szükséged más technológiára vagy fizikára, csak egy rétegre van szüksége ezeknek a dolgoknak a felületén, és az alatt állandó folyékony víz lenne" - mondta Wordsworth. "Ebből egy csomó izgalmas mérnöki kérdés merül fel."
Elég könnyű elképzelni valamilyen, szilika-airgelből készült kupolaszerkezetet. Elég meleg lenne, hogy lakható legyen, és az UV-sugárzást is blokkolja. Olyan lehet, mint egy üvegház a Földön, ahol a víz folyékony maradt és növényeket lehetett termeszteni.
Természetesen még sokkal több munkát és kutatást kell végezni. Wordsworth és a többi kutató a szilícium-dioxid aerogelek tesztelését szándékozik tenni a Föld Mars-szerű helyein. Céljuk a száraz völgy Chilében és Antarktiszon.
A Wordsworth egy dologban világos: a Mars klímájának mérlegelése nem csupán műszaki és műszaki kérdés. Ez etikai és filozófiai kérdés is.
Ha már élnek néhány mikrobák a Marson, talán valahol a felszín alatt, mi van velük? Meg kellene csinálnunk? Megvan nekünk?
„Ha engedélyezni kívánja az életet a marsi felszínen, biztos benne, hogy ott még nincs élet? Ha van, hogyan lehet navigálni? ”- kérdezte Wordsworth. "Abban a pillanatban, amikor úgy döntünk, hogy elkötelezzük magunkat a Marson, ezek a kérdések elkerülhetetlenek."
Forrás:
- Kutatási cikk: A marsi életképességének lehetővé tétele szilikagél-géllel a szilárdtest üvegházhatás révén
- Sajtóközlemény: A Mars életképessé tételének lényeges módja
- Sajtóközlemény: A Mars tervezése a mai technológiával nem lehetséges
- Wikipedia: Airgel
- Űrmagazin: Kell-e a Marsot formálni?
