Myšlienka nejakého terakotvorného Marsu, aby sa stala obývateľnejšou, je vizionársky sci-fi sen. Teraz však materiál zvaný aerogél na báze oxidu kremičitého môže znemožniť celú myšlienku terraformovania Marsu.
Pozoruhodní ľudia od Carla Sagana po Elon Musk navrhli otepľovanie Marsu a dodali mu atmosféru. Trik spočíva v zamrznutom CO2 a vode v polárnych čiapkach planéty. Sagan povedal, že ak by sa tieto čiapky mohli nejakým spôsobom odpariť, zvyšok CO2 by urobil skleníkový efekt. Musk viditeľne a napokon žartom povedal, že atómové bomby dopadnuté na póly by stačili.
Skúmanie tejto myšlienky pokračuje, prinajmenšom teoreticky. Ústrednou otázkou je, či má Mars dostatok CO2 a vody na vytvorenie atmosférickej hustoty podobnej Zemi?
V roku 2018 túto otázku študovali vedci z University of Colorado. Ich záver? Terraforming Mars nie je možné s našou súčasnou technológiou, niečo, čo väčšina ľudí už cítil istí, bola pravda.
„Naše výsledky naznačujú, že nie je dostatok CO2 plyn, ktorý sa má dostať do atmosféry, zostal na Marse, aby zabezpečil významné otepľovanie skleníka; okrem toho väčšina CO2 plyn nie je prístupný a nedá sa ľahko mobilizovať. Výsledkom je, že terraformovanie Marsu nie je možné s použitím súčasnej technológie, “povedal Bruce Jakosky, profesor Laboratória atmosféry a kozmickej fyziky na University of Colorado, Boulder.
Ale to bolo pred rokom a technológia sa neustále vyvíja.
V novej štúdii Nature Astronomy, trio vedci z Jet Propulsion Laboratory NASA, Harvard University a University of Edinburgh naznačujú, že Mars by sa mohol stať obývateľným, ak zmeníme myslenie a použijeme nové technológie. Čo vedci nazývajú globálnymi atmosférickými úpravami (GAM), nie veľkými snami o tom, že sa celá červená planéta stane obývateľnou, čo keby malé regióny mohli byť transformované?
Kľúčom k ich mysleniu je kremičitý aerogél.
„Tento regionálny prístup k tomu, aby sa Mars stal obývateľným, je omnoho lepšie dosiahnuteľný ako globálna zmena atmosféry.“
Robin Wordsworth, škola inžinierstva a aplikovaných vied Harvarda Johna A. Paulsona
Aerosól oxidu kremičitého nie je to, čo by ste si mohli myslieť. Skôr ako skutočný gél je to pevný, tuhý a suchý materiál. Vzniká extrakciou kvapaliny z gélu pomocou postupu nazývaného superkritické sušenie. Rovnaký postup sa používa na výrobu bezkofeínovej kávy.
Vedci, ktorí stoja za touto novou štúdiou, použili modely a experimenty, aby ukázali, že tenká vrstva aerogélu s veľkosťou 2 až 3 cm (0,8 až 1,2 palca) by mohla umožniť prenikanie slnečného žiarenia, ale zachytila by teplo. Gél by tiež umožňoval dostatok slnečného svetla na fotosyntézu a natrvalo by zahrieval oblasť, na ktorú sa vzťahuje, čím by sa rozpustil vodný ľad a zmrazený CO2. Najlepšie zo všetkého je, že by na to nepotreboval zdroj tepla s hladom po energii.
„Tento regionálny prístup k tomu, aby sa Mars stal obývateľným, je omnoho lepšie dosiahnuteľný ako globálna atmosferická modifikácia,“ povedal Robin Wordsworth, pomocný profesor environmentálnych vied a inžinierstva na Harvardskej John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) a Department of Earth a planetárna veda. "Na rozdiel od predchádzajúcich myšlienok, aby sa Mars stal obývateľným, je to niečo, čo sa dá systematicky rozvíjať a testovať s materiálmi a technológiami, ktoré už máme," uviedol v tlačovej správe.
„Malé ostrovy obývateľnosti“
„Mars je najobľúbenejšou planétou v našej slnečnej sústave okrem Zeme,“ uviedla Laura Kerber, vedecká pracovníčka z laboratória Jet Propulsion Laboratory spoločnosti NASA. „Ale pre mnoho druhov života to zostáva nepriateľský svet. Systém vytvárania malých ostrovov obývateľnosti by nám umožnil transformovať Mars kontrolovaným a škálovateľným spôsobom. “
Myšlienka nápadu na obývateľnosť z oxidu kremičitého, ostrova obývateľnosti, bola inšpirovaná niečím, čo sa už vyskytuje na póloch Marsu.
Na rozdiel od Zeme je CO2 na Marse zmrazený a uväznený pri póloch. Zatiaľ čo tu na Zemi sú póly vodným ľadom, marťanské póly sú kombináciou vodného ľadu a CO2 ľadu. Aj keď je však zamrznuté, CO2 stále umožňuje prenikaniu slnečného svetla a zároveň zachytáva teplo.
Obrázky pólov Marsu ukazujú, ako sa to deje.
Na tomto obrázku ľadu na Marse zachytil CO2 slnečné teplo. V lete sa tým vytvárajú malé vrecká tepla, ktoré sa v ľade prejavujú ako čierne škvrny.
„Začali sme premýšľať o tomto skleníkovom efekte v tuhom stave a o tom, ako by sa dalo v budúcnosti použiť na vytvorenie obývateľného prostredia na Marse,“ povedal Wordsworth. "Začali sme premýšľať o tom, aký druh materiálov by mohol minimalizovať tepelnú vodivosť, ale stále prenášať čo najviac svetla."
Ukázalo sa, že kysličník kremičitý sa zmestí na účet. Prvýkrát bol vynájdený v roku 1931 a je to jeden z najizolovanejších materiálov, aké boli kedy vyrobené. Je to preto, že je to veľmi porézny materiál, ktorý je takmer úplne vyrobený zo vzduchu. Je to asi 99,8% vzduchu, niečo ako tepelné okno.
Aerogény oxidu kremičitého sú 97% pórovité, čo znamená, že svetlo prechádza materiálom, ale vzájomne sa spájajúce nanovrstvy oxidu kremičitého zachytávajú infračervené žiarenie a značne spomaľujú vedenie tepla. Tieto aerogély sa dnes používajú v niekoľkých inžinierskych aplikáciách vrátane Mars Exploration Rovers agentúry NASA. Používajú sa na udržiavanie teploty citlivej elektroniky.
"Silikagél je sľubný materiál, pretože jeho účinok je pasívny," uviedol Kerber. „Na udržanie oblasti v teple po dlhú dobu by nebolo potrebné veľké množstvo energie ani údržba pohyblivých častí.“
Vedci začali experimenty napodobňujúce podmienky na Marse. Experimentovali s dvoma typmi aerogélu oxidu kremičitého: časticami a dlaždicami. Zistili, že obidve boli účinné pri zvyšovaní teploty. Obidve boli tiež účinné pri blokovaní nebezpečného UV žiarenia.
Ich výsledky ukazujú, že 2 cm alebo viac vrstvy aerogélu znížilo UVC žiarenie na menej ako 0,5%. UVC je UV žiarenie s vyššou energiou a môže byť obzvlášť škodlivé. Na Zemi takmer žiadne merateľné žiarenie UVC nedosahuje povrch vplyvom ozónu, molekulárneho kyslíka a vodnej pary v hornej atmosfére.
„Rozprestierali sa na dostatočne veľkej ploche, nepotrebovali by ste inú technológiu alebo fyziku, potrebovali by ste iba vrstvu týchto vecí na povrchu a pod ňou by ste mali stálu tekutú vodu,“ povedal Wordsworth. "Z toho vyplýva celá rada fascinujúcich inžinierskych otázok."
Je dosť ľahké predstaviť si nejakú kopulovú štruktúru vyrobenú z aerogélu na báze oxidu kremičitého. Bolo by dosť teplo na to, aby ste boli obývateľní, a tiež by to blokovalo UV žiarenie. Mohlo by to byť niečo ako skleník na Zemi, kde voda zostala ako tekutina a mohli sa pestovať rastliny.
Je zrejmé, že treba urobiť ešte veľa práce a výskumu. Wordsworth a ďalší vedci majú v úmysle testovať aerogély oxidu kremičitého na miestach podobných Marsu tu na Zemi. Zameriavajú sa na suché údolie v Čile a na Antarktíde.
Wordsworth má jedno jasné: inžinierstvo, klíma na Marse nie je len technická a inžinierska otázka. Je to tiež etická a filozofická otázka.
Ak už na Marse žijú nejaké mikróby, možno niekde pod povrchom, čo s nimi? Mali by sme to urobiť? Máme právo?
„Ak chceš povoliť život na povrchu Marsu, si si istý, že tam už nie je život? Ak existuje, ako sa tomu venujeme, “spýtal sa Wordsworth. "Vo chvíli, keď sa rozhodneme zaviazať ľudí na Marse, sú tieto otázky nevyhnutné."
Zdroj:
- Výskumná kniha: Umožnenie obývania marťanského kremičitého aerogélu prostredníctvom skleníkového efektu v tuhom stave
- Tlačová správa: Materiálny spôsob, ako urobiť Mars obývateľným
- Tlačová správa: Terajšie formovanie Marsu nie je možné pomocou súčasnej technológie
- Wikipedia: Airgel
- Space Magazine: Mali by sme Terraform Mars?
