Терраформирование Марса

Мы на протяжении десятилетий пытались выйти в космос, но до 2000 года наше пребывание на орбите обычно было временным. Однако после того как три астронавта переехали на Международную космическую станцию для четырехмесячного пребывания, это положило начало десятилетию постоянного присутствия человека в космосе. После того как троица астронавтов 2 ноября 2000 года поселилась на МКС, один из представителей NASA отметил:

«Мы навсегда отправляемся в космос. Сначала люди будут кружить вокруг этого шара, а после мы полетим на Марс».

Зачем вообще лететь на Марс? Изображения еще 1964 года выпуска показали, что Марс — это пустынная, безжизненная планета, которая, казалось бы, мало что может предложить людям. У нее крайне тонкая атмосфера и никаких признаков жизни. Однако Марс вселяет некоторый оптимизм по части продолжения человеческого рода. На Земле более семи миллиардов человек, и это число постоянно растет. Возможно перенаселение или планетная катастрофа, и они заставляют нас искать новые дома в нашей Солнечной системе. Марс может предложить нам больше, чем то, что показывает марсоход «Кьюриосити». В конце концов, там была вода.

Почему Марс?
Марс уже давно привлекает людей и захватывает воображение. Сколько книг и фильмов было создано по мотивам жизни на Марсе и его освоения. Каждая история создает свой собственный уникальный образ жизни, которая могла бы поселиться на красной планете. Что же такого в Марсе, что делает его предметом многочисленных историй? В то время как Венеру называют сестринской по отношению к Земле планетой, условия на этом огненном шаре крайне непригодны для жилья, хотя NASA и планировало посещение Венеры с попутной экскурсией на Марс. С другой стороны, Марс ближе всех находится к Земле. И несмотря на то, что сегодня это холодная и сухая планета, у нее есть все элементы, пригодные для жизни.

Есть удивительные сходства между марсианской атмосферой сегодняшнего дня и атмосферой, которая была на Земле миллиарды лет назад. Когда Земля только сформировалась, на планете не было кислорода, и она была похожа на пустую, непригодную для жизни планету. Атмосфера полностью состояла из углекислого газа и азота. И кислорода не было до тех пор, пока фотосинтезирующие бактерии, развившиеся на Земле, не произвели достаточное количество кислорода для возможного развития животных. Тонкая атмосфера Марса почти полностью состоит из оксида углерода. Таков состав атмосферы Марса:
95,3 % двуокиси углерода
2,7 % азота
1,6 % аргона
0,2 % кислорода

В противоположность этому земная атмосфера состоит на 78,1 % из азота, 20,9 % кислорода, 0,9 % аргона и 0,1 % двуокиси углерода и других газов. Как вы можете догадаться, любым людям, которые захотят посетить Марс уже завтра, придется тащить с собой достаточное количество кислорода и азота, чтобы выжить (мы ведь дышим не чистым кислородом). Тем не менее сходство атмосфер ранней Земли и современного Марса заставило некоторых ученых предположить, что те же процессы, которые на Земле переработали большую часть двуокиси углерода в пригодный для дыхания кислород, можно повторить и на Марсе. Для этого нужно сгустить атмосферу и создать парниковый эффект, который будет нагревать планету и обеспечит подходящую среду обитания для растений и животных.

Средняя температура поверхности Марса составляет минус 62,77 градуса Цельсия, и колеблется от плюс 23,88 градуса до минус 73,33 по Цельсию. Для сравнения, средняя температура на Земле — 14,4 градуса Цельсия. Тем не менее у Марса есть несколько особенностей, которые позволяют рассмотреть его в качестве будущего жилья, как то:

время обращения ­— 24 часа 37 минуты (Земля: 23 часа 56 минут)
наклон оси вращения — 24 градуса (Земля: 23,5 градусов)
гравитационное притяжение — треть земного
Красная планета достаточно близко находится к Солнцу, чтобы испытывать смену времен года. Марс примерно на 50 % дальше от Солнца, чем Земля.

Другие миры, которые рассматриваются в качестве возможных кандидатов на терраформирование, это Венера, Европа (луна Юпитера) и Титан (луна Сатурна). Однако Европа и Титан находятся слишком далеко от Солнца, а Венера слишком близко. К тому же, средняя температура на поверхности Венеры — 482,22 градуса Цельсия. Марс, как и Земля, стоит особнячком в нашей Солнечной системе и может поддерживать жизнь. Давайте узнаем, как ученые планируют превратить сухой холодный ландшафт Марса в теплую и пригодную для жизни среду обитания.

Терраформирование Марса будет грандиозным процессом, если вообще будет. Начальные стадии могут занять несколько десятилетий или столетий. Терраформирование всей планеты в землеподобную форму займет несколько тысяч лет. Некоторые предполагают и десятки тысяч лет. Как же мы превратим сухую пустынную землю в пышную среду, в которой смогут выжить люди, растения и другие животные? Предлагают три метода:

большие орбитальные зеркала, которые будут отражать солнечный свет и нагревать поверхность Марса
парниковые фабрики
сбрасывание полных аммиака астероидов на планету, чтобы повысить уровень газов
В настоящее время NASA разрабатывает двигатель на базе солнечного паруса, который позволил бы разместить большие отражающие зеркала в космосе. Они расположатся в нескольких сотнях тысяч километров от Марса и будут отражать солнечный свет на небольшой участок поверхности Марса. Диаметром такое зеркало должно быть около 250 километров. Весить такая штуковина будет около 200 000 тонн, поэтому лучше собрать ее в космосе, а не на Земле.

Если направить такое зеркало на Марс, оно сможет повысить температуру небольшого участка на несколько градусов. Суть в том, чтобы сконцентрировать их на полярных шапках, чтобы растопить лед и выпустить углекислый газ, который, как полагают, находится в ловушке изо льда. В течение многих лет повышение температуры выпустит парниковые газы, вроде хлорфторуглерода (CFC), который вы можете найти в своем кондиционере или холодильнике.

Еще один вариант сгущения атмосферы Марса, а значит и повышения температуры на планете, это строительство фабрик, производящих парниковые газы, работающих на солнечных батареях. Люди хорошо умеют выпускать тонны парниковых газов в собственную атмосферу, которые, как считают некоторые, приводят к глобальному потеплению. Этот же тепловой эффект может сыграть добрую шутку на Марсе, если создать сотни таких фабрик. Единственной их целью будет выпускать хлорфторуглерод, метан, двуокись углерода и другие парниковые газы в атмосферу.

Фабрики по производству парниковых газов будут либо отправлены на Марс, либо созданы уже на поверхности красной планеты, и это уже займет годы. Для транспортировки этих машин на Марс, они должны быть легкими и эффективными. Потом парниковые машины будут имитировать естественный процесс фотосинтеза растений, вдыхая углекислый газ и выдыхая кислород. Это займет много лет, но постепенно атмосфера Марса насытится кислородом, благодаря чему астронавты смогут носить только дыхательные аппараты, а не сдавливающие костюмы. Вместо или в дополнении к этим парниковым машинам можно использовать фотосинтезирующие бактерии.

Есть и более экстремальный метод озеленения Марса. Кристофер Маккей и Роберт Зурин предложили бомбардировать Марс большими ледяными астероидами с аммиаком, чтобы выработать тонны парниковых газов и воды на красной планете. Ракеты с ядерными двигателями должны быть привязаны к астероидам из внешней части нашей Солнечной системы. Они будут двигать астероиды со скоростью 4 км/с на протяжении десятка лет, а после выключаться и позволять астероиду весом в десять миллиардов тонн упасть на Марс. Энергия, которая высвобождается в процессе падения, оценивается в 130 миллионов мегаватт. Этого достаточно, чтобы питать Землю электроэнергией в течение десяти лет.

Если есть возможность разбить астероид таких размеров о Марс, энергия одного столкновения подняла бы температуру на планете на 3 градуса по Цельсию. Внезапное повышение температуры вызовет таяние около триллиона тонн воды. Несколько таких миссий за пятьдесят лет могли бы создать нужный температурный климат и покрыть водой 25 % поверхности планеты. Однако бомбардировка астероидами, которые выпускают энергию, эквивалентную 70 000 мегатонных водородных бомб, приведет к задержке заселения людьми на много столетий.

Хотя мы можем достичь Марса уже в ближайшем десятилетии, терраформирование займет тысячи лет. Земле потребовались миллиарды лет, чтобы превратиться в планету, на которой могут процветать растения и животные. Преобразование ландшафта Марса в земной — крайне сложный проект. Пройдет много веков, прежде чем человеческая изобретательность и труд сотен тысяч людей смогут вдохнуть жизни в холодный и пустынный красный мир.