Myšlienka terraformovania Marsu - alias „Earth´s Twin“ - je fascinujúcim nápadom. Medzi topením polárnych ľadových čiapok, pomalým vytváraním atmosféry a následným vytvorením prostredia, ktoré má mať listy, rieky a stojace vodné útvary, je toho dosť, aby ste mohli inšpirovať takmer každého! Ale ako dlho by také úsilie trvalo, čo by nás to stálo a je to skutočne efektívne využitie nášho času a energie?
Takýmito otázkami sa zaoberali dva príspevky predložené minulý týždeň na workshope „Planetetary Science Vision 2050“ agentúry NASA (pondelok 27. február - 1. marec). Prvá, nazvaná „Terraformujúca časová os“, predstavuje abstraktný plán premeny Červenej planéty na niečo zelené a obývateľné. Druhá s názvom „Mars Terraforming - Wrong Way“ odmieta myšlienku terraformingu úplne a predstavuje alternatívu.
Bývalý príspevok produkovali Aaron Berliner z Kalifornskej univerzity, Berkeley a Chris McKay z divízie Space Sciences vo výskumnom stredisku NASA Ames. Dvaja vedci vo svojej práci uvádzajú časový rozvrh terraformovania Marsu, ktorý zahŕňa fázu zahrievania a fázu kyslíka, ako aj všetky potrebné kroky, ktoré by predchádzali a nasledovali.
Ako uvádzajú vo svojom príspevku v úvode:
„Terraforming Mars sa dá rozdeliť do dvoch fáz. Prvou fázou je zahrievanie planéty zo súčasnej priemernej povrchovej teploty -60 ° C na hodnotu blízku priemernej teplote Zeme na +15 ° C a opätovné vytvorenie hustej atmosféry CO2. Táto fáza otepľovania je pomerne ľahká a rýchla a môže trvať ~ 100 rokov. V druhej fáze sa v atmosfére vytvárajú úrovne O 2, ktoré by ľuďom a iným veľkým cicavcom umožnili normálny dych. Táto okysličovacia fáza je pomerne ťažká a bude trvať 100 000 a viac rokov, pokiaľ sa nepredpokladá technologický prielom. “
Predtým, ako tieto začnú, Berliner a McKay uznávajú, že je potrebné podniknúť určité kroky „pred terraformovaním“. Patrí medzi ne skúmanie životného prostredia na Marse, aby sa stanovili hladiny vody na povrchu, hladina oxidu uhličitého v atmosfére a vo forme ľadu v polárnych oblastiach a množstvo dusičnanov v marťanskej pôde. Ako vysvetľujú, všetky sú kľúčové pre praktickosť výroby biosféry na Marse.
Doteraz dostupné dôkazy poukazujú na všetky tri prvky, ktoré sa vyskytujú v hojnosti na Marse. Zatiaľ čo väčšina vody z Marsu je v súčasnosti vo forme ľadu v polárnych oblastiach a polárnych čiapkach, je tu dosť miesta na podporu vodného cyklu - doplneného oblakmi, dažďom, riekami a jazerami. Niektoré odhady medzitým tvrdia, že v polárnych oblastiach je dostatok ľadu vo forme ľadu na vytvorenie atmosféry, ktorá sa rovná tlaku na hladinu mora na Zemi.
Dusík je tiež základnou požiadavkou na život a nevyhnutnú zložku priedušnej atmosféry a najnovšie údaje agentúry Kurzor zvedavosti naznačujú, že dusičnany tvoria ~ 0,03% hmotnosti pôdy na Marse, čo je povzbudzujúce pre terraformovanie. Vedci sa okrem toho budú musieť zaoberať určitými etickými otázkami týkajúcimi sa toho, ako môže terraforming ovplyvniť Mars.
Napríklad, ak v súčasnosti existuje nejaký život na Marse (alebo život, ktorý by sa mohol oživiť), predstavovalo by to nepopierateľnú etickú dilemu pre ľudských kolonistov - najmä ak tento život súvisí so životom na Zemi. Ako vysvetľujú:
„Ak je marťanský život súvisiaci so životom Zeme - pravdepodobne v dôsledku výmeny meteoritov -, potom je situácia známa a problémy, ktoré iné typy pozemského života je potrebné predstaviť a kedy treba riešiť. Ak však život na Marse nesúvisí so životom Zeme a jasne predstavuje druhú genézu života, nastávajú významné technické a etické problémy. “
Aby sme prerušili fázu jedna - „otepľovacia fáza“ - stručne, autori sa zaoberajú problémom, ktorý je nám dnes dobre známy. V podstate meníme tu svoje vlastné podnebie tu na Zemi zavedením CO² a „super skleníkových plynov“ do atmosféry, ktorá zvyšuje priemernú teplotu Zeme rýchlosťou mnoho stupňov Celzia za storočie. A zatiaľ čo to bolo na Zemi neúmyselné, na Marse by sa mohlo zámerne zámerne zahriať životné prostredie.
„Časový harmonogram otepľovania Marsu po sústredenom úsilí o superprodukciu skleníkových plynov je krátky, približne 100 rokov,“ tvrdia. „Keby sa všetky slnečné udalosti na Marse mali zachytiť so 100% účinnosťou, potom by sa Mars asi za 10 rokov zahrial na teploty podobné Zemi. Efektívnosť skleníkového efektu je však asi 10%, takže čas potrebný na zahriatie Marsu bude asi 100 rokov. “
Po vytvorení tejto hustej atmosféry je ďalším krokom jej premena na niečo priedušné pre človeka - kde by úrovne O2 zodpovedali asi 13% tlaku vzduchu v morskej hladine tu na Zemi a hladiny CO2 by boli nižšie ako 1%. Táto fáza, známa ako „fáza kyslíka“, by trvala podstatne dlhšie. Opäť sa obrátia na pozemský príklad, aby ukázali, ako by takýto proces mohol fungovať.
Tu na Zemi tvrdia, že vysoká hladina plynného kyslíka (02) a nízka hladina CO2 sú dôsledkom fotosyntézy. Tieto reakcie závisia od slnečnej energie, ktorá premieňa vodu a oxid uhličitý na biomasu - čo predstavuje rovnica H²O + CO² = CH²O + O². Ako ilustrujú, tento proces by trval medzi 100 000 a 170 000 rokmi:
„Keby sa všetky slnečné lúče na Marse využili so 100% účinnosťou na vykonanie tejto chemickej transformácie, trvalo by iba 17 rokov, kým by sa vytvorila vysoká hladina O². Pravdepodobná účinnosť každého procesu, ktorý dokáže transformovať H2O a C02 na biomasu a O2, je však oveľa menej ako 100%. Jediným príkladom procesu, ktorý môže globálne zmeniť CO 2 a O 2 celej rastliny, je globálna biológia. Na Zemi je účinnosť globálnej biosféry pri využívaní slnečného žiarenia na výrobu biomasy a O2 0,01%. Časový harmonogram výroby atmosféry bohatej na kyslík na Marse je 10 000 x 17 rokov, alebo ~ 170 000 rokov. “
Zaručujú však syntetickú biológiu a ďalšie biotechnológie, ktoré by podľa nich mohli zvýšiť účinnosť a skrátiť časový plán na 100 000 rokov. Okrem toho, ak by ľudia mohli využívať prirodzenú fotosyntézu (ktorá má pomerne vysokú účinnosť 5%) na celej planéte - t. J. Výsadbu listov po celom Marse -, časový rozvrh by sa mohol skrátiť na niekoľko storočí.
Nakoniec načrtávajú kroky, ktoré je potrebné urobiť, aby sa guľa rozbehla. Tieto kroky zahŕňajú prispôsobenie súčasných a budúcich robotických misií na vyhodnotenie marťanských zdrojov, matematické a počítačové modely, ktoré by mohli preskúmať príslušné procesy, iniciatíva na vytvorenie syntetických organizmov pre Mars, prostriedok na testovanie techník terraformovania v obmedzenom prostredí a planetárna dohoda, ktorá by stanovilo obmedzenia a ochranu.
Citujú Kim Stanleyho Robinsona, autora trilógie Červeného Marsu (seminárna práca science fiction o terraformovaní Marsu) a vyzývajú na akciu. Pokiaľ ide o to, ako dlho bude proces terraformovania Marsu trvať, tvrdia, že „by sme mohli začať aj teraz“.
Za týmto účelom ponúka Valerij Jakovlev - astrofyzik a hydrogeológ z Laboratória kvality vody v Charkove na Ukrajine nesúhlasný pohľad. Vo svojom dokumente „Mars Terraforming - Nesprávna cesta“ argumentuje vytvorením vesmírnych biosfér na obežnej dráhe Zeme, ktorá by sa spoliehala na umelú gravitáciu (napríklad na O'Neill Cylinder), aby umožnila ľuďom zvyknúť si na život v space.
Pri pohľade na jednu z najväčších výziev kolonizácie vesmíru Yakovlev poukazuje na to, ako môže byť život na telách, ako je Mesiac alebo Mars, nebezpečný pre ľudských osadníkov. Okrem zraniteľnosti voči slnečnému a kozmickému žiareniu by sa kolonisti museli vyrovnať aj s podstatne nižšou gravitáciou. V prípade Mesiaca by to bolo zhruba 0,165 krát to, čo tu ľudia na Zemi prežívali (1 g), zatiaľ čo na Marse to bolo zhruba 0,366 krát.
Dlhodobé účinky tohto procesu nie sú známe, je však zrejmé, že by to zahrnovalo degeneráciu svalov a stratu kostnej hmoty. Ak sa pozrieme ďalej, nie je celkom jasné, aký bude mať účinok na deti, ktoré sa narodili v ktoromkoľvek prostredí. Pokiaľ ide o spôsoby, akými by sa dali zmierniť (ktoré zahŕňajú lieky a odstredivky), Yakovlev poukazuje na to, ako by boli najpravdepodobnejšie neúčinné:
„Nádej na vývoj liekov nezruší fyzickú degradáciu svalov, kostí a celého organizmu. Rehabilitácia v odstredivkách je v porovnaní s lodnou biosférou menej účelným riešením, kde je možné zabezpečiť v podstate konštantnú imitáciu normálnej gravitácie a ochranného komplexu pred škodlivými vplyvmi na vesmírne prostredie. Ak je cestou prieskumu vesmíru vytvorenie kolónie na Marse a ďalšie následné pokusy terraformovať planétu, povedie to k neodôvodnenej strate času a peňazí a zvýši sa známe riziko ľudskej civilizácie. ““
Okrem toho poukazuje na výzvy vytvárania ideálneho prostredia pre jednotlivcov žijúcich vo vesmíre. Okrem jednoduchého vytvárania lepších vozidiel a vývoja prostriedkov na získavanie potrebných zdrojov je potrebné vytvoriť aj ideálne prostredie pre rodiny. V zásade si to vyžaduje vývoj bývania, ktoré je optimálne z hľadiska veľkosti, stability a pohodlia.
V tejto súvislosti predstavuje Jakakev to, čo považuje za najpravdepodobnejšie vyhliadky na odchod ľudstva do vesmíru v období do roku 2030. Bude to zahŕňať vytvorenie prvých vesmírnych biosfér s umelou gravitáciou, čo povedie ku kľúčovému vývoju v oblasti materiálov. technológia, systémy na podporu života a robotické systémy a infraštruktúra potrebná na inštaláciu a údržbu biotopov na obežnej dráhe Zeme (LEO).
Tieto biotopy by sa dali opravovať vďaka vytvoreniu robotickej kozmickej lode, ktorá by mohla zbierať zdroje z okolitých telies - ako sú napríklad Mesiac a objekty blízkej Zeme (NEO). Táto koncepcia by nielen odstránila potrebu planetárnej ochrany - t. J. Obavy z kontaminácie biosféry Marsu (za predpokladu prítomnosti bakteriálneho života), ale tiež by to umožnilo, aby si ľudia postupne zvykli na vesmír.
Ako Yakovlev povedal časopisu Space Magazine e-mailom, výhody kozmických biotopov možno rozdeliť do štyroch bodov:
"1. Toto je univerzálny spôsob ovládania nekonečných priestorov Kozmosu, tak v Slnečnej sústave, ako aj mimo nej. Na inštaláciu domov nepotrebujeme povrchy, ale prostriedky, ktoré roboti získajú z planét a satelitov. 2. Možnosť vytvorenia biotopu čo najbližšie k kolíske Zeme umožňuje človeku uniknúť z nevyhnutnej fyzickej degradácie pri inej gravitácii. Je ľahšie vytvoriť ochranné magnetické pole.
"3. Prevod medzi svetmi a zdrojmi zdrojov nebude nebezpečnou expedíciou, ale normálnym životom. Je to dobré pre námorníkov bez ich rodín? 4. Pravdepodobnosť úmrtia alebo degradácie ľudstva v dôsledku globálnej katastrofy sa výrazne znižuje, pretože kolonizácia planét zahŕňa prieskum, dodávku tovaru, kyvadlovú dopravu osôb - a to je oveľa dlhšie ako výstavba biosféry. na obežnej dráhe Mesiaca. Stephen William Hawking má pravdu, človek nemá veľa času. “
A s existujúcim vesmírnym biotopom by sa mohol začať veľmi dôležitý výskum vrátane lekárskeho a biologického výskumu, ktorý by zahŕňal prvé deti narodené vo vesmíre. Uľahčilo by to aj vývoj spoľahlivých raketoplánov a technológií získavania zdrojov, ktoré sa hodia na osídlenie iných orgánov - napríklad Mesiaca, Marsu a dokonca aj exoplanet.
Yakolev si nakoniec myslí, že vesmírne biosféry by sa mohli dosiahnuť aj v primeranom časovom rámci - t. J. Medzi 2030 a 2050 - čo jednoducho nie je možné pri terraformovaní. Yakolev, citujúc rastúcu prítomnosť a silu sektora komerčných priestorov, veril tiež, že už existuje (alebo sa rozvíja) veľa potrebnej infraštruktúry.
„Keď prekonáme zotrvačnosť myslenia +20 rokov, experimentálna biosféra (ako osada v Antarktíde s hodinami), po 50 rokoch porastie prvá generácia detí narodených v Kozmose a Zem sa zníži, pretože vstúpi do legendy ako celok ... V dôsledku toho bude terraforming zrušený. A nasledujúca konferencia otvorí cestu pre skutočné skúmanie vesmíru. Som hrdý na to, že som na rovnakej planéte ako Elon Reeve Musk. Jeho rakety budú užitočné pri zdvíhaní návrhov pre prvú biosféru z mesačných tovární. Toto je blízky a priamy spôsob, ako dobyť kozmos. “
Keďže vedci a podnikatelia NASA ako Elon Musk a Bas Landorp chcú v blízkej budúcnosti kolonizovať Mars a iné komerčné letecké spoločnosti vyvíjajúce LEO, je ťažké predvídať veľkosť a tvar budúcnosti ľudstva vo vesmíre. Možno sa spoločne rozhodneme o ceste, ktorá nás zavedie na Mesiac, Mars a ďalej. Možno uvidíme, ako sa naše najlepšie úsilie zameriava do blízkeho vesmíru.
Alebo snáď uvidíme, ako sa rozbiehajú rôznymi smermi naraz. Zatiaľ čo niektoré skupiny budú obhajovať vytváranie vesmírnych biotopov v LEO (a neskôr aj inde v slnečnej sústave), ktoré sa spoliehajú na asteroidy na ťažbu asteroidov s umelou gravitáciou a robotickými kozmickými loďami, iné sa zamerajú na vytváranie základní na planétových telách s cieľom ich premeny na „Nové Zeme“.
Medzi nimi môžeme očakávať, že ľudia v tomto storočí začnú rozvíjať stupeň „vesmírnej expertízy“, čo sa určite hodí, keď začneme ešte viac posúvať hranice skúmania a kolonizácie!
