Science Advances: Чтобы сделать Марс пригодным для жизни, потребуется много пыли

Учёные задумывались, как сделать Марс пригодным для жизни, как только стало известно, что планета холодная и безжизненная.

В журнале Science Advances от 7 августа опубликовали новаторское исследование. Учёные из Северо-Западного университета, Чикагского университета и Университета Центральной Флориды предложили новый способ терраформирования Марса. С помощью сконструированных частиц пыли, выброшенных в атмосферу, можно потенциально нагреть планету более чем на 50 градусов по Фаренгейту. Это сделает её подходящей для жизни микроорганизмов.

Самане Ансари, аспирант Северо-Западного университета, предложил новый метод терраформирования Марса. По его словам, этот метод более чем в 5000 раз эффективнее предыдущих схем глобального потепления планеты. Это большой шаг вперёд в изменении марсианской среды.

Особенность метода в том, что он использует ресурсы, которые легко найти на Марсе. Поэтому он более реализуем, чем предыдущие предложения, основанные на импорте материалов с Земли или добыче редких марсианских ресурсов.

Исследователи считают, что этот план проще с точки зрения логистики, чем другие предложенные ранее.

Эдвин Кайт, доцент кафедры геофизических наук Чикагского университета и автор исследования, сказал:

Это говорит о том, что сделать Марс теплее и получить жидкую воду будет не так сложно, как мы думали.

Чтобы люди могли свободно ходить по Марсу, нужно ещё много работать — дышать разреженным воздухом планеты астронавты всё равно не смогут. Но можно начать с того, чтобы сделать Марс пригодным для жизни микробов и пищевых культур, которые будут постепенно насыщать атмосферу кислородом, как это было на Земле в течение её геологической истории.

Новый подход к вековой мечте

Есть много идей, как сделать Марс пригодным для жизни. Ещё в 1971 году Карл Саган предложил одну из них. Некоторые идеи кажутся фантастикой (например, превратить один из спутников Марса в звезду), другие более реалистичны (сделать прозрачные гелевые плитки для удержания тепла).

Любой план по созданию условий для жизни на Марсе должен решить несколько проблем: смертоносные ультрафиолетовые лучи и солёная почва. Но самая главная проблема — это температура планеты. На поверхности Марса в среднем около -80 градусов по Фаренгейту.

Один из способов согреть планету — усилить естественный парниковый эффект Марса. Для этого можно выбрасывать материалы в атмосферу, чтобы они задерживали солнечное тепло у поверхности.

Проблема в том, что материалов потребуется очень много. В предыдущих схемах предлагалось доставить газы с Земли на Марс или попытаться добыть большое количество редких ингредиентов на Марсе — это дорогостоящие и сложные предложения. Команда задалась вопросом: можно ли сделать это, перерабатывая уже существующие материалы на Марсе?

Изменение формы планетарной пыли

Благодаря марсоходу Curiosity учёные узнали, что марсианская пыль богата железом и алюминием. В своём изначальном виде эти частицы не годятся для обогрева планеты — они скорее охлаждают поверхность. Но исследователи предположили, что если изменить форму или состав частиц, они смогут эффективнее удерживать тепло.

Учёные разработали частицы в форме коротких стержней, похожих на блёстки. Они должны задерживать уходящее тепло и рассеивать солнечный свет, усиливая естественный парниковый эффект Марса.

Ансари отмечает, что взаимодействие света с такими объектами очень интересно. Он также подчёркивает, что создание наночастиц может привести к неожиданным оптическим эффектам.

Шаг к осуществимости

Мохсени, соавтор исследования, профессор информационных технологий AT&T в Северо-Западной инженерной школе Маккормик и профессор физики и астрономии в Колледже искусств и наук Вайнберг, считает, что это только начало.

Мы можем создать наночастицы, которые будут ещё эффективнее, и даже такие, которые смогут динамически менять свои оптические свойства, — сказал он.

Кайт добавил, что для такого проекта потребуются миллионы тонн частиц, но это в пять тысяч раз меньше, чем требовалось в предыдущих предложениях по глобальному согреванию Марса. Это значительно повышает шансы на успешное осуществление проекта.

Расчёты показывают, что если частицы будут непрерывно выбрасываться в атмосферу Марса со скоростью 30 литров в секунду, планета потеплеет более чем на 50 градусов по Фаренгейту. Эффект будет заметен через несколько месяцев. Если выброс частиц остановить, потепление прекратится через несколько лет.

Авторы использовали для расчётов вычислительные комплексы Quest Северо-Западного университета и Чикагского университета.

Потенциальное влияние и будущие исследования

По словам учёных, предстоит ещё много работы. Например, неизвестно, как быстро созданная пыль исчезнет из атмосферы Марса. На Марсе есть вода и облака, и, когда планета начнёт нагреваться, возможно образование дождя — вода будет конденсироваться вокруг частиц и выпадать на поверхность.

Сложно точно смоделировать климатическую обратную связь, — предупреждает Кайт.

Чтобы реализовать такой проект, нужно больше данных как с Марса, так и с Земли. Кроме того, действовать надо медленно и обратимо, чтобы убедиться в эффективности метода.

Этот метод — большой шаг вперёд в исследованиях по терраформированию. Но учёные подчёркивают, что их цель — сделать Марс пригодным для жизни микроорганизмов и выращивания продовольственных культур. Создать на планете атмосферу, подходящую для дыхания человека, они пока не планируют.

Кайт считает, что это исследование открывает новые пути для изучения и приближает нас к давней мечте — устойчивому присутствию людей на Марсе.

12.08.2024