Kas būtų, jei sugalvotume dabartinėmis technologijomis teraformuoti Marsą? Naujas NASA finansuotas tyrimas visas fantazijas „padėjo į pavėsį“

Mokslinės fantastikos rašytojai savo pasakojimuose jau seniai naudoja teraformavimą – kitų planetų aplinkos padarymą panašia į Žemės ar bent jau gyvenama. O ir mokslininkai teraformavimą siūlė kaip ilgalaikio Marso kolonizavimo sąlygą. Abiejų šių grupių siūlomi sprendimai panašūs – iš Marso paviršiaus išlaisvintas anglies dvideginis padidina Marso atmosferos tankį ir kaip apklotas sušildo planetą.

Tačiau naujas NASA finansuotas tyrimas rodo, kad Marse nėra pakankamai anglies dvideginio, kurį būtų galima praktiškai paleisti į Marso atmosferą ir jį sušildyti. Nedraugingo Marso transformavimui į vietą, kurioje astronautai galėtų gyventi be gyvybės palaikymo įrangos, reikia technologijos, galimybėmis gerokai lenkiančios dabar turimą.

Nors dabartinę Marso atmosferą ir sudaro praktiškai vien anglies dvideginis, ji gerokai per reta ir per šalta, kad galėtų planetos paviršiuje palaikyti skystą vandenį – pagrindinį gyvybės ingredientą. Marso atmosferos slėgis sudaro mažiau nei 1 % Žemės atmosferos slėgio. Vanduo paviršiuje kaipmat išgaruotų arba sušaltų.

Marso teraformavimo šalininkai siūlo išlaisvinti dujas iš įvairių Raudonosios planetos šaltinių, taip sutankinti atmosferą ir pakelti temperatūrą iki galinčios išlaikyti skystą vandenį paviršiuje. Šios dujos vadinamos „šiltnamio efektą sukeliančiomis“ (ŠES) dujomis, nes jos sulaiko šilumą ir šildo klimatą.

„Anglies dioksidas (CO2) ir vandens garai (H2O) yra vienintelės ŠES dujos, kurių Marse tikriausiai yra pakankamai, kad būtų galima sukelti bent kiek žymesnį atšilimą,“ sakė Bruce'as Jakosky'is iš Kolorado universiteto Boulderyje, pagrindinis liepos 30 dieną Nature Astronomy publikuojamos studijos autorius.

Nors Marso teraformavimo galimybių studijos buvo atliekamos ir anksčiau, naujuose rezultatuose atspindimi papildomi du Marso stebėjimo dešimtmečiai. „Šie duomenys suteikė svarbios naujos informacijos apie tokių lengvai garuojančių medžiagų, kaip CO2 ir H2O istoriją, jų gausą ant paviršiaus ir giliau, o taip pat apie dujų praradimą iš atmosferos į kosmosą,“ sakė tyrimo bendraautorius Christopheris Edwardsas iš Šiaurės Arizonos universiteto Flagstaffe, Arizonos valstijoje.

Anglies turinčių mineralų gausą ir CO2 dalį poliariniuose ledynuose tyrėjai analizavo, naudodami NASA Mars Reconnaissance Orbiter ir Mars Odyssey zondo duomenis, o Marso atmosferos praradimą vertino, naudodami NASA MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution) zondo duomenis.

„Mūsų rezultatai rodo, kad Marse nepakanka CO2, kad būtų galima sukelti ženklų šiltnamio efektą, išleidžiant dujas į atmosferą; be to, didžioji CO2 dujų dalis neprieinama ir negalėtų būti panaudota. Tad, teraformuoti Marsą, naudojant turimas technologijas, neįmanoma,“ sakė Jakosky'is.

Nors Marse nemažai vandens ledo, iš kurio būtų galima sukurti vandens garus, ankstesnės analizės rodo, kad pats vanduo negali užtikrinti didesnio atšilimo; pakankamai vandens negalėtų išsilaikyti garų pavidalu prieš tai atmosferos gerokai nesušildžius CO2, teigia komanda. Be to, nors atmosferos temperatūrą siūlyta kelti ir kitomis dujomis, tarkime chlorofluormetanais ar kitais fluoro pagrindo junginiais, šios dujos greitai suyra ir reikėtų didelio masto gamybos procesų, tad šiame tyrime jos neapžvelgtos.

Marso atmosferos slėgis yra ~0,6 % Žemės atmosferos slėgio. Kadangi Marsas toliau nuo Saulės, tyrėjų vertinimu, kad planetoje būtų stabilus skystas vanduo, reikėtų, kad CO2 slėgis būtų panašus į Žemės visą atmosferos slėgį. Prieinamiausias CO2 šaltinis yra poliarinės ledo kepurės; jį būtų galima išgarinti, apibarsčius dulkėmis, kad būtų sugeriama daugiau Saulės spindulių arba naudojant sprogmenis. Tačiau iš ledo kepurių išgarinto CO2 pakaktų tik Marso atmosferos slėgio padvigubinimui – iki 1,2 % Žemės atmosferos slėgio, rodo naujoji analizė.

Kitas šaltinis – CO2, prisitvirtinęs prie Marso dirvos dalelių, kurias pakaitinus, dujos išsiskirtų. Tyrėjų vertinimu, kaitinant dirvą, būtų galima pasiekti iki 4 % reikiamo slėgio. Trečiasis šaltinis – dujos, užrakintos mineralų sankaupose. Remdamasi naujausiais NASA zondo duomenimis apie mineralų sankaupas, komanda mano, kad labiausiai tikėtinas mineralų kiekis galėtų suteikti mažiau nei 5 % reikalingo slėgio, priklausomai nuo šalia paviršiaus esančių sankaupų apimčių. Naudojant vien šalia paviršiaus esančius telkinius, reikėtų daugybės atvirų kasyklų, o norint surinkti visą prie dulkių dalelių prisitvirtinusį CO2, reikėtų perkasti visos planetos paviršių iki maždaug 90 metrų gylio. Netgi vandens ledo molekulių struktūrose įkalintas CO2, jeigu tokie „klatratai“ Marse egzistuoja, tikriausiai tesudarytų mažiau nei 5 % reikiamo slėgio, teigia komanda.

Giliai Marso plutoje esančiose anglies turinčiuose mineraluose esančio CO2 galėtų pakakti pasiekti reikiamą slėgį, bet tokių telkinių paplitimas nežinomas, orbitiniai duomenys jų akivaizdžiai neparodo, o dujų išgavimui turimomis technologijomis reikėtų daugybės energijos, kad būtų pasiekta aukštesnė nei 300n °C temperatūra. Sekliai esančių anglies turinčių mineralų sankaupų žymesniam šiltnamio efektui sukelti nepakanka, o be to, reikėtų tokio paties plataus apdorojimo.

Nors dabar Marso paviršius žinomoms gyvybės formoms nedraugingas, išdžiuvusios upių vagos ir mineralų sankaupos, kurios formuojasi tik esant skystam vandeniui, rodo, kad tolimoje praeityje Marse skystas vanduo planetoje buvo. Bet Saulės spinduliavimas ir Saulės vėjas iš Marso atmosferos vandens garus ir CO2 gali pašalinti. NASA MAVEN ir Europos kosmoso agentūros Mars Express misijos rodo, kad didžioji Marso senosios, galbūt tinkamos gyvybei, atmosferos dalis išsisklaidė kosmose, nuplėšta Saulės vėjo ir radiacijos. Kai taip nutinka, savaime aišku, kad vanduo ir CO2 pradingsta visam laikui. Net jei atmosferos netekimui kaip nors būtų užkirstas kelias, dabar Marso geologiniai procesai dujas išskiria itin lėtai; dabartinės Marso atmosferos slėgis padvigubėtų per maždaug 10 milijonų, teigia tyrėjai.

Kita mintis būtų atgabenti lakių junginių, nukreipiant į Marsą asteroidus ir kometas. Tačiau komandos skaičiavimai rodo, kad jų prisireiktų ne vieno tūkstančio, kas, vėlgi, nelabai praktiška.

Apibendrinant, tyrimo rezultatai rodo, kad Marso teraformavimo dabartinėmis technologijomis įgyvendinti neįmanoma. Tokios pastangos turėtų vykti labai tolimoje ateityje.

Bill Steigerwald
NASA Goddard kosminių skrydžių centras
phys.org