Marsdagi hayot: so'nggi kashfiyotlar bizni yaqinlashayotgan harakatga qanday yaqinlashtiradi

Mundarija:

Marsdagi hayot: so'nggi kashfiyotlar bizni yaqinlashayotgan harakatga qanday yaqinlashtiradi
Marsdagi hayot: so'nggi kashfiyotlar bizni yaqinlashayotgan harakatga qanday yaqinlashtiradi
Anonim

Eslatib o'tamiz, Elon Musk o'z tvitida: Marsni yadroviy nukle! ("Keling, Marsni yadroviy bombalar bilan uramiz!")? Mars - va odam u bilan nima qila oladi - hech bo'lmaganda Rey Bredberining "Mars yilnomalari" kitobidan keyin insoniyatni tashvishga solmoqda. Ammo yarim asr oldingi fantaziyalar bilan bizning kunlarimiz o'rtasida katta farq bor: so'nggi ilmiy kashfiyotlar Marsdagi hayot haqidagi suhbatlarni fantaziya doiralaridan tadqiqotchilar va hatto ishbilarmonlarning ofislariga o'tkazdi.

Quyosh tizimining to'rtinchi sayyorasi radiusi bo'yicha Yerning yarmiga teng, lekin u butun er qit'alariga teng (xayriyatki, u erda okeanlar yo'q), bundan tashqari 2008 yilda NASA tadqiqot zondida suv topilgan (muz shaklida). Sayyorani to'ldirish vasvasasi paydo bo'lishi ajablanarli emas va 2019 yil iyul oyida u erga uchadigan raketa dvigatellari birinchi marta Starhopperni havoga ko'tarishdi, bu prototip bir necha yil ichida Starshipga aylanadi. - Marsga parvoz qilish uchun maxsus yaratilgan raketa va kosmik kema. Starship -ning to'liq qayta ishlatilishi (yuzdan ortiq foydalanish) tufayli Marsga parvozlar narxi keskin pasayishi kerak.

Shu bilan birga, Marsdagi o'rtacha yillik harorat -63 darajani tashkil etadi, bu taxminan Vostok Antarktida stantsiyasidagi kabi. U erda juda sovuq, chunki uning atmosferasi Yernikidan 150 baravar ingichka. Bunday nozik gaz qobig'i bilan issiqxona effekti juda zaif, shuning uchun sovuq. Muammoni Marsdagi iqlim sharoitini Yer iqlimiga yaqinlashtirish orqali hal qilish mumkin - bu jarayon terraforming deb ataladi. Marsga kelsak, buning uchun sayyoramizning sirtini qandaydir tarzda keskin isitish kerak, u hatto eng yaxshi yillarda ham bu erdan 56 million kilometr uzoqlikda joylashgan.

Olimlar bu muammo bilan juda qattiq kurashmoqdalar va yaqinda, 2019 yilning yozida, Qizil sayyorani yashashga yaroqli qilishning g'ayrioddiy usuli - hech bo'lmaganda qisman. Ma'lum bo'lishicha, qalinligi atigi bir necha santimetr bo'lgan ekzotik jelli materialdan yasalgan shaffof gumbaz, Mars tuprog'ining taqlidini shunchalik isitadiki, u mahalliy yorug'likda o'simlik hayotini qo'llab -quvvatlay oladi. Va bu haqiqiy sensatsiya. Biz sizga nima qilish kerakligini aytamiz, shunda ma'lum yillar o'tgach, odamlar Mars dalalarida yurishadi va bir vaqtning o'zida ikkita oyga qoyil qolishadi.

Image
Image

Aerjel gumbazlari: 80 darajali issiqxonalar bir oy oldin olimlar tomonidan kashf etilgan

Keling, to'g'ridan -to'g'ri eng so'nggi kashfiyotga o'taylik. 2019 yil iyul oyida bir guruh olimlar oddiy laboratoriya tajribalarini o'tkazdilar, ularda Mars tuproqining analogini noyob atmosfera va Mars harorati bo'lgan kameraga joylashtirdilar. Keyin ular gumbazlarga bir kvadrat metrga 150 vatt energiya beradigan lampalar bilan porlashdi - xuddi quyosh o'rtacha Mars yuzasiga beradigan darajada.

Bu ajablanarli bo'lib chiqdi: hech qanday tashqi isitilmasdan, yuqoridan jel gumbaz bilan qoplangan Mars tuprog'i yuzadan bir darajagacha qiziydi. Qalinligi atigi ikki santimetr bo'lgan gumbaz ko'rinadigan yorug'likni yaxshi o'tkazadi, u bilan tuproqni isitadi, lekin ultrabinafsha, infraqizil nurlanish va issiqlikni juda yomon o'tkazadi. Uni ishlab chiqarish uchun xom ashyo (oddiy qum) Marsda ham, Yerda ham yetarli.

Tuproqni oddiy shaffof gumbaz bilan 65 darajaga qizdirish mo''jizaga o'xshaydi, chunki tuproq tubidan maxsus issiqlik izolatsiyasi yo'q va issiqlikning bir qismi haligacha yon tomonlarga o'tadi. Ya'ni, bu muzlatilgan erni mohirona bezatilgan mato bilan yopishga o'xshaydi - keyin hamma narsa o'z -o'zidan sodir bo'ladi. Ammo bu erda alohida mo''jiza yo'q. Aerogellar 1931 yilda kashf etilgan va aslida bu oddiy alkogolli gel bo'lib, undan barcha spirtli ichimliklar bug'lanib, havo bilan to'ldirilgan kanallar tarmog'ini qoldiradi. Xuddi shu qalinlikdagi issiqlik izolyatsiyasi xususiyatlari ko'pikli yoki mineral junga qaraganda 7,5 baravar yuqori, amalda shaffof. Oddiy turar joy, undan va Yerdan, shaffof bo'lsada, uzoq kutupli tundan tashqari, isitishni talab qilmaydi.

Qizig'i shundaki, aslida bu material Marsda allaqachon sinovdan o'tgan: amerikalik roverlar aerogelni ishlatishadi, shunda Mars asboblari kechasi, harorat -90 darajagacha tushishi mumkin emas.

Image
Image

Bunday gumbazlarni bir kun Marsga ko'chib o'tishni taklif qilgan tadqiqotchilar, aerogel gumbazlarini uzoq masofalarga tashish oson ekanligini ta'kidladilar. Bundan tashqari, quruqlikdagi laboratoriyalarda o'tkazilgan tajribalar shuni ko'rsatdiki, agar harorat normal bo'lsa, hatto pomidor ham Mars tuprog'ining analogida o'sadi. Ular uchun ham ko'p suv sarflashning hojati yo'q: u gumbaz ostidan bug'lanib ketadigan joyi yo'q, ya'ni uning oz qismini ham o'simliklar doimiy ravishda "aylanada" iste'mol qiladilar. Aytgancha, bu takliflarni tasdiqlash uchun mualliflar tajribalarni Antarktidaga - iqlim va suvsizlik nuqtai nazaridan Marsga nihoyatda yaqin bo'lgan quruq Makmurdo vodiylariga o'tkazishni rejalashtirgan.

Musk to'g'ri

Muammoni hal qilishning eng radikal usuli, tez -tez bo'lgani kabi, Elon Musk tomonidan taklif qilingan: Mars qutblarini termoyadro bombalari bilan portlatish. Portlashlar sayyoramizning qutb qopqog'idagi muzning katta qismini tashkil etadigan karbonat angidridni bug'latishi kerak. CO2 issiqxona effektini yaratadi, ya'ni to'rtinchi sayyoradagi yadroviy portlashlardan u jiddiy va uzoq vaqt isiydi.

To'g'ri, 2018 yilda NASA homiyligida o'tkazilgan tadqiqot butunlay boshqacha nuqtai nazarni ilgari surdi: qutblarni bombardimon qilish befoyda. Umuman olganda, Marsning barcha karbonat angidrid gazi jiddiy isish uchun etarlicha zich atmosferani yaratish uchun etarli emas. "Nasov" ilmiy guruhining hisob -kitoblariga ko'ra, karbonat angidridning qutbli qopqog'ini eritib, u erdagi bosim atigi 2,5 baravar ko'tarilishi mumkin. Issiqroq bo'ladi, lekin Antarktidadagi harorat hali ham - va atmosfera biznikidan 60 baravar yupqaroq. Asar mualliflari o'z nuqtai nazarini tanqid qilgan odamni to'g'ridan -to'g'ri eslatdilar: Elon Musk. Ammo, bu, uni hech bo'lmaganda bezovta qilmaganga o'xshaydi.

Hatto Marsda ham, siz minglab kilometr uzunlikdagi kanyon topishingiz va unga joylashishingiz mumkin

Marsda Yerda topilmagan g'ayrioddiy relyef xususiyatlari bor. Ulardan biri-4000 kilometr uzunlikdagi Mariner vodiysi kanyon tizimi, Quyosh sistemasida eng uzun ma'lum. Uning kengligi 200 kilometrgacha, chuqurligi 7 kilometrgacha. Bu shuni anglatadiki, kanyonlarning tubida atmosfera bosimi bir yarim baravar yuqori va sayyoramizning qolgan qismiga qaraganda ancha issiq va namroq. Mariner vodiylarining bir qismi - kosmik kemalar haqiqiy bug'larni suv bug'idan (quyida rasmda) va boshqa joylarning yon bag'irlarida - qumdagi oqimlarning quyuq izlarini suratga oladi va bu oqimlar shubhali tarzda suvga o'xshaydi.

Image
Image

Mariner vodiysining bir qismi, kechaning labirintidir

Suratdagi barcha o'n ming kvadrat kilometr ertalabki tuman bilan qoplangan - bu Mars uchun juda kam uchraydigan hodisa.

Mariner vodiylari hamma joyda ham keng emas - ba'zi joylarda ularning kengligi atigi bir necha kilometrni tashkil qiladi. Bu joylarni issiqlikni saqlab qolish va mahalliy yuqori haroratni hosil qilish uchun etarli bo'ladi, deb ishonib, bunday joylarni shisha gumbaz bilan yopish uzoq vaqtdan beri taklif qilingan. Suvli bunday maydon ustidagi aerogel gumbazi o'zining yog'ingarchiliklari va suvlari bo'lgan mahalliy nisbatan iliq iqlimning paydo bo'lishiga olib kelishi mumkin. Bunday joylarni asta -sekin qurish mumkin va gumbazlar bilan qoplangan maydon qanchalik katta bo'lsa, o'rtacha harorat shunchalik yuqori bo'ladi (devorlar orqali issiqlik yo'qotilishi kamroq). Shunday qilib, aslida, asta -sekin, "sudraluvchi" terraforming sayyoramizning juda katta maydonini egallashi mumkin.

NASA -ning hisob -kitoblarida nima xato va nima uchun boshqa olimlar SpaceX -da yollangan?

Marsning Yer haroratiga global isishining oson yo'li bor. Boshqa bir guruh olimlar ta'kidlaganidek, biz allaqachon bu usulni Yerda sinab ko'rdik, xohlamasdan - uning atmosferasiga 37 milliard tonna karbonat angidridni chiqarib, sayyoradagi haroratni asta -sekin oshirib yubordik. Bu yo'l issiqxona gazlari.

Albatta, Marsda yondirilsa, issiqxona effektini yaratadigan ko'mir yo'q. Va CO2 eng samarali issiqxona gazi emas. Eng yaxshi nomzodlar bor, ulardan eng umidlisi SF6. Uning molekulasi oltingugurt atomidan iborat bo'lib, uning atrofida oltita ftor atomlari chiqib turadi. "Katta hajm" tufayli molekula ultrabinafsha va infraqizil nurlanishni mukammal darajada ushlab turadi, shu bilan birga ko'rinadigan nurni yaxshi o'tkazadi. Issiqxona effektining kuchi jihatidan u karbonat angidriddan 34,900 baravar katta. Ya'ni, atigi bir million tonna modda, bugungi kunda insoniyat chiqarayotgan o'nlab milliard tonna CO2 bilan bir xil issiqxona effektini beradi.

Image
Image

Qumdagi qorong'u chiziqlar iliq mavsumda uzayadi va sovuq mavsumda qisqaradi, shuning uchun ba'zi olimlar ularni er usti suv oqimlaridan nam qum deb hisoblaydilar.

Bundan tashqari, SF6 gazi juda bardoshli - tashqi sharoitga qarab uning atmosferada ishlash muddati 800 dan 3200 yilgacha. Bu shuni anglatadiki, siz Mars atmosferasida uning parchalanishi haqida qayg'urmasligingiz kerak: ishlab chiqarilgandan keyin u juda uzoq vaqt qoladi. Bundan tashqari, gaz odamlar va barcha tirik organizmlar uchun zararsizdir. Aslida, Marsda bu juda foydali, chunki u ultrabinafsha nurlarini ozondan ko'ra yomonroq ushlab turadi, u hali yo'q.

Hisob-kitoblarga ko'ra, taxminan 100 yil ichida bu turdagi super-parnik gazlarini quyish sayyoradagi haroratni o'nlab darajaga ko'tarishi mumkin.

Qizig'i shundaki, biroz oldin, NASA ko'magida, xuddi shunday ssenariyni tasvirlaydigan yana bir ilmiy ish olib borildi - samaradorlikni oshirgan sun'iy parnik gazlari tufayli Marsni terraformor qilish. Bu ish mualliflaridan biri uzoq vaqt NASAda ishlagan Marina Marinova edi va bugun u SpaceXda ishga joylashdi. Bundan tashqari, Elon Muskning o'zi uni mualliflardan biri deb atab, Marsda CO2 yo'qligi haqida gapiradigan, uni Yerga yaqin haroratga ega bo'lgan sayyoraga aylanishiga to'sqinlik qilayotgan asarni tanqid qilgan.

Bunday juda kuchli issiqxona effektining muhim xususiyati: Mars tuprog'ini isitgandan so'ng, unga bog'langan CO2 atmosferaga chiqarilishi kerak, bu esa sayyoramizning isitilishini yanada oshiradi.

Image
Image

Mars qachon Yerga o'xshaydi?

SF6 haqiqatan ham butun sayyorani o'zgartira oladigan bo'lsa -da, buni ertaga bo'lmaydi, deb tushunish kerak. Hisob -kitoblarga ko'ra, buning uchun siz yiliga milliardlab kilovatt -soat sarflashingiz kerak - va ularni Marsda o'tkazib, xuddi shu SF6 gazini ftor va bo'z tuproqqa boy qilib chiqaring. Ya'ni, terraform qilishni xohlovchilar sayyorada 500 megavattlik butun atom elektr stantsiyasini, SF6 gazini doimiy ravishda atmosferaga chiqaradigan avtomatlashtirilgan ishlab chiqarish quvvatlarini qurishi kerak bo'ladi. Bu jarayon yuz yillik mehnatdan so'ng aniq natijalarni beradi. Xo'sh, yoki fabrikalar yaratishga juda katta sarmoyalar bilan biroz tezroq.

Bu vaqt mobaynida o'z faoliyatini ta'minlaydigan va Marsni o'rganadigan odamlar bir joyda yashashlari kerak bo'ladi. Ko'rinib turibdiki, sayyoramizning mahalliy joylashuvi uchun eng yaxshi echim aerogel gumbazlari bo'ladi. Ya'ni, agar kerak bo'lsa, terraforming bir vaqtning o'zida ikkita usulda amalga oshiriladi: mahalliy - gumbazlar yordamida hozirgi kolonistlar uchun - va butun sayyora uchun global.

Kim allaqachon Marsda yashashi mumkin va bu nima uchun muhim

Qizil sayyoradagi olma daraxtlari yaqin kelajakda gullamaydi, lekin ochiq havodagi o'simliklar biz o'ylaganimizdan tezroq kelishi mumkin.

Image
Image

Xanthoria elegans

2012 yilda Germaniya aerokosmik agentligi Xanthoria arktik likenlari bilan tajriba o'tkazdi. U Yerdagi bosimdan 150 baravar past - kislorodsiz, Mars haroratida ushlab turilgan. Atrof -muhit begonalashganiga qaramay, liken nafaqat tirik qoldi, balki muvaffaqiyatli fotosintez qilish qobiliyatini ham yo'qotmadi (kunduzgi soatlarga taqlid qiladigan davrlarda).

Bu shuni anglatadiki, Marsning bir qator mintaqalarida - xuddi shu Dengizchilar vodiylarida - ekvatorial zonadagi bunday organizmlar allaqachon yashashi mumkin. Va Marsda SF6 gazini ishlab chiqarish boshlanganidan so'ng, ular uchun mos bo'lgan hudud tez kengaya boshlaydi. Boshqa likenlar singari, oqlangan Xanthoria ham fotosintez jarayonida kislorod ishlab chiqaradi. Haqiqatan ham, taxminan 1,2 milliard yil oldin (yuqori o'simliklardan 0,7 milliard yil oldin) er yuzida likenlarning paydo bo'lishi er atmosferasiga kislorod miqdorini hozirgi quruqlikdagi baland tog'lar darajasiga ko'tarishga imkon berdi. Katta ehtimol bilan, Marsda likenlar xuddi shunday funktsiyaga ega bo'lishadi - atmosferani tayyorlash, unda murakkab jonzotlar yashashi osonroq bo'ladi. Balki odamlar.

Tavsiya: