Pamirškime Marsą – geriau teraformuokime Venerą: ar tai gali tapti „antraisiais žmonių namais“ ir ko prireiktų, kad tai taptų realybe? (Video)

Šiuo metu iš viso vykdoma daugiau kaip 10 misijų, kurių metu robotai tyrinėja Marsą – į tą sąrašą patenka orbitiniai bei nusileidimo aparatai ir roveriai (marsaeigiai).

Šios misijos yra ypatingai svarbios ir jomis pirmiausiai siekiama atsakyti į esminius klausimus apie Marso praeitį – visų pirma, ar jame kažkada buvo gyvybė (ar ji vis dar yra!).

Tikimasi, kad šios mokslininkų pastangos leis pasiekti didelę pažangą jau per ateinančius kelerius metus, o kulminaciją pasieks – žmonių įgulos misija, planuojama per ateinantį dešimtmetį. 

Be to, kai kurie žmonės yra visiškai įsitikinę, tame tarpe ir milijardierius Elonas Muskas, kad norint žmonijai, kaip civilizacijai, išlikti – Marsą taps būtina kolonizuoti ir paversti naujaisiais žmonijos namais.

Tai kelia įvairių klausimų apie sąlygas Marse ir apie tai, ar žmonės tikrai galėtų ten gyventi ilgą laiką. Nors yra strategijų, kaip užtikrinti maisto, vandens ir būsto poreikius bei radiacinę apsaugą trumpuoju laikotarpiu, yra tokių, kurie teigia, kad ilgalaikiam gyvenimui Marse reikės rimtos ekologinės inžinerijos – planetos teraformavimo.

Galbūt, atlikus rimtus planetos keitimo darbus, Marsas tikrai atitiktų savo slapyvardį: „Žemės dvynys“. Tačiau visą dėmesį skirdami žmonėms, gyvenantiems Marse, mes linkę nepastebėti kito Žemės kaimyno. Taip pat žinomo kaip „Žemės sesė“. Venera turi ką pasiūlyti ir ji gali tapti geresne kandidate ilgalaikiam žmonių gyvenimui.

Bet ką tiksliai gali pasiūlyti „Žemės sesė“, ko negali pasiūlyti „Žemės dvynys“? Pasirodo, yra keletas Veneros privalumų, nors ir reikės įdėti daug darbo.

Gyvenimas Marse

Už Žemės ribų Marsas yra labiausiai tinkama gyventi Saulės sistemos planeta. Štai kodėl mūsų pastangos rasti nežemiškos gyvybės įrodymų šiuo metu yra sutelktos būtent ten. 

Tačiau tai, kad Marsas yra kita labiausiai tinkama gyventi planeta, nereiškia, kad Marsas yra gyvybės žaidimų aikštelė, kaip mes ją žinome.

Dideliems Marso entuziastams ir ne tik verta žinoti, kad vidutinė temperatūra Marse yra -81 °F (-62,7 °C), o tai yra žymiai žemesnė nei įprasta čia, Žemėje, 57,2 °F (14 °C). Temperatūra Marso paviršiuje taip pat gali svyruoti nuo 68 °F (20 °C) vasarą pusiaujo regione (vidurdienį) iki –243 °F (-153 °C) žiemos sezonu prie polių.

Oras yra toksiški dūmai, daugiausia sudaryti iš anglies dioksido (96%) su nedideliais kiekiais argono, azoto ir vandens garų, o atmosferos slėgis yra mažesnis nei 1% Žemės slėgio. Taigi, be toksiškumo, Marso oras taip pat yra per plonas, kad būtų galima juo kvėpuoti.

Tada yra radiacijos klausimas. Čia, Žemėje, išsivysčiusiose šalyse gyvenantys žmonės per dieną vidutiniškai patiria 0,17 mSv, arba 62 mSv per metus. Tuo tarpu Marso paviršius yra veikiamas maždaug 0,73 milisiverto (mSv) per dieną arba 266 mSv per metus. Tai daugiau nei keturis kartus daugiau, o esant padidėjusiam Saulės aktyvumui, tai dar blogiau.

Galiausiai, yra gravitacijos problema. Čia, Žemėje, visi antžeminiai organizmai išsivystė aplinkoje, kurioje objektai krenta į paviršių maždaug 32 pėdų/s² (9,8 m/s²) greičiu. Marse gravitacija sudaro 37,5% to, ką gyvybė patiria Žemėje – 12,208 pėdos/s² (3,721 m/s²).

Kaip parodė vykstantys tyrimai, mikrogravitacijos poveikis gali labai pakenkti žmogaus kūnui ir psichikai. Nors yra labai mažai tyrimų, susijusių su mažu gravitacijos lygiu — pvz., Mėnulio (16,54%) ir Marso gravitacijos poveikiu — galima daryti išvadą, kad ilgalaikis poveikis turės panašių pasekmių.

Teraformavimo iššūkiai ir ką reikėtų padaryti

Žinoma, yra strategijų, kaip spręsti beveik visas šias problemas, išskyrus gravitaciją. Pavyzdžiui, ekstremalių temperatūrų ir aukšto radiacijos lygio poveikį galima sumažinti sukuriant ant paviršiaus struktūras, kurios gali palaikyti reikiamą atmosferą ir pakankamai apsaugoti nuo spinduliuotės.

Kosmoso agentūros, institutai ir suinteresuotos komercinės kompanijos visame pasaulyje šiuo metu tiria būdus, kaip panaudoti Marso regolitą, ledą ir kitas medžiagas – procesas vadinamas In-Situ Resource Utilisation (ISRU) – ir sukurti buveines, kurių išorinės sienos galėtų apriboti radiacijos poveikį. Jie būtų drauge su slėgine vidaus struktūra, kuri išlaikytų reikiamą atmosferą.

Pasinaudojant įvairiais ISRU metodais, maistas, vanduo ir energija taip pat gali būti gauti vietoje, pačiame Marse. Tai apima vietinio dirvožemio naudojimą maistui auginti, vietinį ledą geriamajam ir drėkinimo vandeniui tiekti, saulės baterijas ir vėjo jėgaines elektrai gaminti. 

Taip pat yra siūlančių žengti dar toliau ir Marsą transformuoti taip, kad jis būtų pilnai pritaikytas Žemės gyvybės formoms – procesas vadinamas teraformavimu.

Yra pasiūlyta daug būdų, kaip Marsą būtų galima teraformuoti. Visais atvejais atliekami trys bendrieji žingsniai: atmosferos sutankinimas, sušildymas ir poliarinio ledo tirpinimas. Laimei, visi šie trys dalykai yra vienas kitą papildantys ir gali būti pasiekti darant vieną dalyką: sukeliant šiltnamio efektą.

Vienas iš būdų tai padaryti būtų importuoti lakiuosius junginius, tokius kaip amoniakas ir metanas, kurių abiejų gausu išorinėje Saulės sistemoje. Abiem atvejais tai yra galingos šiltnamio efektą sukeliančios dujos, o amoniaką (daugiausia azoto pagal svorį) galima suskaidyti, kad būtų gautos buferinės dujos, kurios sutankintų atmosferą.

Kitos galingos šiltnamio efektą sukeliančios dujos, pvz., fluoras ir chlorfluorangliavandeniliai, taip pat buvo rekomenduojamos kaip paviršiaus šildymo priemonė. Kita idėja – padengti Marso paviršių žema albedo (tamsiomis) medžiaga arba augalais, dėl kurių paviršiuje būtų sugerta daugiau šilumos. Pats Carlas Saganas rekomendavo tai padaryti poliariniuose regionuose, kad ištirptų ledo kepurės.

Kai kurios radikalesnės idėjos apima orbitinio veidrodžio naudojimą saulės spinduliams nukreipti į Marso ledo kepures. Tai būtų ypač naudinga, kai nukreipiama į Marso pietinį poliarinį ledo kraštą, kurį daugiausia sudaro sausas ledas (užšalęs anglies dioksidas). Sublimuoto CO₂ ir vandens garų išsiskyrimas sukeltų stiprų šiltnamio efektą.

Kitos idėjos apima meteorų, asteroidų ar ledinių asteroidų (turinčių ypač daug lakiųjų elementų) mėtymą į paviršių. Tai sukeltų dulkes, kurios leistų atmosferai sugerti daugiau saulės spinduliuotės. Kai kurie netgi pasiūlė naudoti branduolinius įrenginius (žiūrime į tave, Muskai), kad ištirpdytų poliarines ledo kepures ir į orą pakeltų daugybę smulkių dalelių.

Siekdami užtikrinti, kad ši pasipildžiusi atmosfera laikui bėgant neišnyktų, NASA mokslininkai pasiūlė įrengti dirbtinį magnetinį skydą Saulės-Marso L1 Lagranžo taške. Kartu su tankesne atmosfera šis skydas taip pat drastiškai sumažintų Marso paviršiaus veikiamą radiacijos kiekį.

Kai visa tai bus padaryta, prasidės atmosferos pavertimas kažkuo, kuo galima kvėpuoti. Populiari idėja yra pristatyti fotosintetinius organizmus, tokius kaip cianobakterijos ir kerpės, kad CO₂ paverstų deguonies dujomis. Taip pat gali būti sukurti dirbtiniai atmosferiniai procesoriai, kurie padėtų procesui.

Be to, vienintelis likęs nežinomas dalykas yra gravitacija, kuriai nėra ilgalaikio sprendimo. Viena vertus, žmonės ateityje gali gauti medicininę priežiūrą, kuri sprendžia fizinius ir psichinius Marso gravitacijos padarinius. Be to, Marso orbitoje gali būti pastatytos besisukančios buveinės, kurios imituotų 1g jausmą. 

Ak, bet yra dar vienas mažesnis Marso gravitacijos trūkumas. Darant prielaidą, kad pagal oro slėgį (101,325 kPa) sukurtume atmosferą, lygią Žemei, laikui bėgant ji išlaikytų tik 38% šio slėgio (38,44 kPa). Tai reiškia, kad oras Marse visada būtų per plonas komfortiškam kvėpavimui, o žmonėms vis tiek tektų su savimi nešiotis deguonies paketus.

Veneros atvejis

Kaip ir Marsas, Venera kadaise buvo visiškai kitokia planeta. Remiantis įvairių misijų surinktais duomenimis, manoma, kad dar visai neseniai (geologine prasme) Venera buvo šilta ir drėgna planeta, kurioje vandenynai dengė 80% paviršiaus.

Tai iš tikrųjų artima tai, ką mokslininkai manė apie Venerą dar iki tol, kol sovietų Venera ir NASA Mariner zondai neatskleidė, kokia pragariška vieta ji yra šiandien.

Be to, yra teorija, kad tik prieš 700 milijonų metų Venera buvo vidutinio klimato planeta, padengta vandenynais. Tai baigėsi, matyt, dėl beveik pasaulinio paviršiaus atsinaujinimo įvykio, įvykusio prieš 500 milijonų metų, kai dideli kiekiai magmos burbuliavo iš mantijos ir išleido į atmosferą didžiulius kiekius CO₂.

Ši magma sukietėjo, prieš pasiekdama paviršių, ir sukūrė barjerą, neleidžiantį atmosferos CO₂ reabsorbuotis į plutą. Po to prasidėjo šiltnamio efektas, dėl kurio smarkiai pasikeitė klimatas ir atsirado priešiška aplinka, kurią matome šiandien.

Tačiau jei planetą pavyktų atstatyti į buvusią būklę – panaikinus šiltnamio efektą (tai įmanoma) – žmonija turėtų į Žemę panašią planetą, kurios dydis, masė ir gravitacija būtų maždaug vienoda tam, ką turime Žemėje. 

Palyginkime keletą Marso ir Veneros skaičių

Venera yra arčiausiai Žemės esanti planeta, kurios atstumas svyruoja nuo maždaug 38,2 milijono km iki didžiausio – maždaug 261 milijono km. Dėl mūsų orbitų prigimties Žemė ir Venera arčiausiai priartėja kas 584 dienas (1 metus ir 7 mėnesius), o tai yra žinoma kaip „nepilnavertė jungtis“ (ang. inferior conjunction).

Tuo tarpu vidutinis atstumas tarp Žemės ir Marso yra apie 225 milijonai km, svyruoja nuo 55,7 milijono km iki maždaug 401,3 milijono km. Žemės ir Marso planetos arčiausiai priartėja kas 26 mėnesius (2 metus ir 2 mėnesius), o tai žinoma kaip „opozicija“ (angl. opposition), kadangi Saulė ir Marsas yra priešingose ​​dangaus pusėse (žiūrint iš Žemės).

Taigi Venera ne tik priartėja prie Žemės arčiau nei Marsas, bet ir tą daro dažniau. Tai reiškia, kad misijos į Venerą galėtų vykti dažniau ir nuskristi užtruktų mažiau laiko.

Tada yra Veneros gravitacija, kuri atitinka 90% to, ką patiriame čia Žemėje – 8,87 m/s² (0,904g). Palyginkite tai su Marsu, kur gravitacija sudaro maždaug 38% Žemės (0,3794g). Tai reiškia, kad potencialiems naujakuriams su mažesne gravitacija susijusi rizika būtų daug mažesnė.

Žinoma, Venera (kaip ir šiandien) turi tam tikrų iššūkių, kurie labai apsunkina perspektyvą ten gyventi! Dėl to teraformavimas yra ne tik gera idėja, bet ir potenciali būtinybė, darant prielaidą, kad daug žmonių norės ten gyventi. Priešingu atveju jie turės būti laimingi, gyvendami plūduriuojančiuose miestuose tarp debesų (tikra galimybė!)

Tęsinys kitame puslapyje