Διάστημα
Εύρεση της Ατμόσφαιρας του Άρη – Η Κατανόηση των Παρελθόντων Γεγονότων είναι το Κλειδί για την Πραγματοποίηση της Αποικιοποίησης
Προσθέστε το Securities.io στις προτιμώμενες πηγές σας στο Google
Η εξερεύνηση του διαστήματος είναι μια ευκαιρία τρισεκατομμυρίων δολαρίων. Σύμφωνα με τις εκτιμήσεις της McKinsey, η παγκόσμια οικονομία του διαστήματος θα είναι 1,8 τρισεκατομμύρια δολάρια έως το 2035 (λαμβάνοντας υπόψη τον πληθωρισμό), αυξημένη από 630 δισεκατομμύρια δολάρια το 2023.
Ένα από τα κύρια σημεία που ωθούν τους επενδυτές να ενταχθούν στην τρέλα της εξερεύνησης του διαστήματος είναι η αποίκιση του Άρη. Η αύξηση της επιστημονικής γνώσης και των δεδομένων σχετικά με τον Άρη και τη συμπεριφορά του έχει οδηγήσει σε περισσότερες μελέτες που εστιάζουν στην πιθανή κατασκευή στον Άρη. Αλλά πριν εμβαθύνουμε περαιτέρω στην πιο πρόσφατη έρευνα για την κατανόηση του Άρη, ας κάνουμε μια σύντομη επισκόπηση του πώς εξελίχθηκε η αποστολή στον Άρη με την πάροδο του χρόνου.
Σύντομη Ιστορία Σημαντικών Αποστολών στον Άρη
More than πέντε δεκαετίες πριν, το 1965, το Mariner 4 της NASA έφτασε στον Άρη και έστειλε 21 φωτογραφίες του πλανήτη πίσω στη Γη. Έξι χρόνια αργότερα, το 1971, το προσγειωτήρα Mars 3 της ΕΣΣΔ ολοκλήρωσε μια ήπια προσγείωση στον Άρη. Το ίδιο έτος, το Mariner 9 της NASA ανακάλυψε ηφαίστεια και τη Valles Marineris, και ενώ κατέγραψε χιλιάδες φωτογραφίες, τελικά τις έστειλε πίσω από την τροχιά του Άρη.
Πηγή: NASA
Το 1976 τα Viking 1 και Viking 2 έφτασαν στον Άρη και έστειλαν τους προσγειωτές τους στην επιφάνεια. Ενώ κάθε διαστημικό σκάφος μπορούσε να επιστρέψει με ασφάλεια χρόνια δεδομένων, δεν μπόρεσαν να αποδείξουν την ύπαρξη μικροοργανισμών στον Άρη.
Μετά το 1976, χρειάστηκαν πάνω από δύο δεκαετίες για να επιτευχθεί μια σημαντική πρόοδος στην αποστολή στον Άρη. Ήταν το 1997 που ο προσγειωτής Pathfinder της NASA και το ρόβερ Sojourner έφτασαν στην επιφάνεια του Άρη.
Πηγή: Research Gate
Το 2001 ξεκίνησε το Mars Odyssey της NASA. Μέχρι τώρα, αποτελεί μία από τις πιο σημαντικές προσπάθειες που εστιάζουν στον Άρη, με πάνω από δύο δεκαετίες μετάδοσης δεδομένων από τον κόκκινο πλανήτη στη Γη.
Τα ταξίδια προς τον Άρη δεν περιορίστηκαν μόνο στις προσπάθειες των Ηνωμένων Πολιτειών. Πολλές άλλες χώρες έχουν ενταχθεί στο μονοπάτι τα επόμενα χρόνια. Για παράδειγμα, το 2014, η αποστολή Orbiter της Ινδίας έφτασε στον Άρη. Το 2021, η πρώτη διαπλανητική αποστολή των ΗΑΕ, το Hope Orbiter, έφτασε στον Άρη. Το 2021, η αποστολή Tianwen-1 της Κίνας έφτασε σε τροχιά. Τρεις μήνες αργότερα, η Κίνα πέτυχε την ανάπτυξη του προσγειωτή και του ρομπότ.
Καθώς είναι τώρα, ένας αριθμός χωρών και εταιρειών είναι έντονα εμπλεκόμενοι στις αντίστοιχες αποστολές τους για να γνωρίσουν καλύτερα τον Άρη. Αναγνωρισμένοι ερευνητικοί οργανισμοί κάνουν επίσης το καλύτερό τους. Ένα τέτοιο είναι η αποστολή που ανέλαβε το MIT, της οποίας η τελευταία μελέτη δείχνει ότι η «απουσία» της ατμόσφαιρας του Άρη ίσως δεν είναι «απουσία». Θα μπορούσε να κρύβεται στο φως του ήλιου.
Το Μυστήριο Πίσω από την ‘Απουσία Ατμόσφαιρας’ του Άρη
Για να μιλήσουμε με αυστηρά επιστημονικούς όρους, η μελέτη, που δημοσιεύθηκε από τους Joshua Murray και Oliver Jagoutz, ποσοτικοποίησε τις επιδράσεις της υπερμαφικής αλλοίωσης στον κύκλο του άνθρακα του πρώιμου Άρη.
Υπολόγισαν τη χωρητικότητα των πηλοειδών εποχής Νοαχίου για την αποθήκευση οργανικού άνθρακα. Οι υπολογισμοί τους, το αριθμητικό μέρος των οποίων θα δούμε αργότερα, θα μπορούσαν να βοηθήσουν στον υπολογισμό του όγκου του αποθεματικού που θα χρησιμοποιηθεί ως πηγή ενέργειας για μακροπρόθεσμες αποστολές. Τα αποτελέσματα της μελέτης επίσης ανέδειξαν τον έλεγχο των αντιδράσεων νερού-πέτρας στην ατμοσφαιρική εξέλιξη των πλανητών.
Αν και όλα αυτά μπορεί να ακούγονται πολύ επιστημονικά για τον κοινό άνθρωπο να τα καταλάβει και να τα κατανοήσει, αυτό που πρότειναν οι επιστήμονες μέσω της μελέτης τους ήταν ότι μεγάλο μέρος της «απουσίας» της ατμόσφαιρας του Άρη θα μπορούσε να είναι κλειδωμένο στο πηλοειδές φλοιό του πλανήτη. Επεκτείνοντας περαιτέρω την προέλευση του φαινομένου, οι επιστήμονες τόνισαν τη δυνατότητα του νερού, ενώ ήταν ακόμη παρόν στον πλανήτη, να διαρρέει μέσω ορισμένων τύπων πετρωμάτων και να προκαλεί μια αργή αλυσίδα αντιδράσεων που σταδιακά απορροφά το διοξείδιο του άνθρακα από την ατμόσφαιρα και το μετατρέπει σε μεθάνιο.
Το μεθάνιο ήταν η μορφή του άνθρακα που θα μπορούσε να παραμείνει αποθηκευμένη για αιώνες στην πηλοειδή επιφάνεια του πλανήτη. Το πιο χρήσιμο αποτέλεσμα αυτής της έρευνας για την επιστημονική κοινότητα που ενδιαφέρεται για τον Άρη ήταν η δυνατότητα ανάκτησης αυτού του αποθηκευμένου μαρτριανού άνθρακα και η μετατροπή του σε καύσιμο για μελλοντικές αποστολές μεταξύ Άρη και Γης.
Σύμφωνα με τον συγγραφέα της μελέτης, Oliver Jagoutz, καθηγητή γεωλογίας στο Τμήμα Γης, Ατμόσφαιρας και Πλανητικών Επιστημών (EAPS) του MIT:
«Αυτό το μεθάνιο θα μπορούσε ακόμη να υπάρχει και ίσως ακόμη να χρησιμοποιηθεί ως πηγή ενέργειας στον Άρη στο μέλλον.»
Η Σημασία της Γνώσης της Ιστορίας του Πλανήτη
Ενώ η έρευνα και τα ευρήματά της έχουν μεγάλο δυναμικό για το μέλλον μας, η πρόοδος δεν θα μπορούσε να επιτευχθεί από τους επιστήμονες αν δεν είχαν μελετήσει την ιστορία και τη σύνθεση του πλανήτη.
Οι προσπάθειες για την αποκάλυψη αυτής της ιστορίας οδήγησαν σε αρκετές κρίσιμες γνώσεις. Για παράδειγμα, ορισμένες απομακρυσμένες μετρήσεις της επιφάνειας του Άρη υπέδειξαν ότι τουλάχιστον μέρος του φλοιού του πλανήτη περιείχε υπερμαφικά πυριτικά βράχια. Η διαδικασία σχηματισμού αυτών των βράχων ήταν παρόμοια με αυτή που οδήγησε στην παραγωγή σμεκτίτη στη Γη.
Η σμεκτίτη – ένας τύπος επιφανειακού πηλοειδούς ορυκτού – είναι γνωστή ως εξαιρετικό παγίδα για τον άνθρακα. Ένα μόνο σπόρο σμεκτίτης διαθέτει πληθώρα πτυχώσεων όπου ο άνθρακας μπορεί να παραμείνει αδιάσπαστος για δισεκατομμύρια χρόνια.
Οι επιδράσεις της υπερμαφικής αλλοίωσης στον Άρη ήταν παρόμοιες. Τα πηλοειδή εποχής Νοαχίου που σχηματίστηκαν εξαιτίας αυτής της αλλοίωσης θα μπορούσαν να αποθηκεύσουν οργανικό άνθρακα. Μέχρι 1,7 bar CO2 θα μπορούσαν λογικά να απορροφηθούν στις πηλοειδείς επιφάνειες. Συνδυάζοντας την αβιοτική μεθανική γένεση με τις καλύτερες εκτιμήσεις της ιστορίας δ13C του Άρη, οι επιστήμονες πρόβλεψαν ένα απόθεμα 0,6 έως 1,3 bar ισοδυναμίας CO2.
Οι επιστήμονες ερεύνησαν πιο βαθιά αυτό το φαινόμενο των υπερμαφικών βράχων. Εξέτασαν τη δυνατότητα του νερού να αντιδρά με τα βαθιά υπερμαφικά βράχια του Άρη με τρόπο που θα παρήγαγε πηλοειδή που καλύπτουν τη σημερινή επιφάνεια. Η έρευνά τους τους οδήγησε στο συμπέρασμα ότι το βράχο ήταν πλούσιο σε ολιβίνη.
Επιπλέον, εξέτασαν τις προοπτικές και το δυναμικό αυτών των ολιβίνης-πλούσιων βράχων στην αποθήκευση του άνθρακα, κάτι που τους οδήγησε να υποστηρίξουν τη δυνατότητα της ολιβίνης να αντιδρά με το νερό που διαρρέει μέσω του φλοιού. Η ολιβίνη – ως ορυκτό πλούσιο σε μειωμένη μορφή σιδήρου – θα μπορούσε να δεσμευτεί με το οξυγόνο του νερού, απελευθερώνοντας υδρογόνο και σχηματίζοντας το κόκκινο οξειδωμένο σίδηρο, που δίνει στον πλανήτη το χρώμα του.
Τέλος, το ελεύθερο υδρογόνο του νερού θα συνδυαζόταν με το διοξείδιο του άνθρακα στο νερό για να σχηματίσει μεθάνιο.
Η εργασία, που υποστηρίχθηκε εν μέρει από το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών, θα μπορούσε να αλλάξει τα δεδομένα καθώς οι εμπλεκόμενοι επιστήμονες έκαναν πολλαπλές σημαντικές δηλώσεις.
«Σε αυτή τη χρονική περίοδο της ιστορίας του Άρη, πιστεύουμε ότι το CO2 είναι παντού, σε κάθε γωνιά και κρύσταλλο, και το νερό που διαρρέει μέσα από τα βράχια είναι επίσης γεμάτο CO2.»
– Joshua Murray
Επεκτείνοντας τη σημασία της έρευνας, ο Bruce Jakosky, καθηγητής επίτιμος γεωλογίας στο Πανεπιστήμιο του Κολοράντο και κύριος ερευνητής της αποστολής Mars Atmosphere and Volatile Evolution (MAVEN), η οποία περιφέρει και μελετά την άνω ατμόσφαιρα του Άρη από το 2014, είχε τα εξής να πει:
«Οι Murray και Jagoutz εξετάζουν τη χημική αλληλεπίδραση των βράχων με την ατμόσφαιρα ως μέσο αφαίρεσης του CO2. Στο υψηλότερο άκρο των εκτιμήσεών μας για το πόσο διάβρωση έχει συμβεί, αυτό θα μπορούσε να είναι μια σημαντική διαδικασία για την αφαίρεση του CO2 από την πρώιμη ατμόσφαιρα του Άρη.»
Για να συνοψίσουμε, η έρευνα ερεύνησε την ιστορία του κόκκινου πλανήτη για να καταλάβει πού πήγε το CO2 από μια πρώιμη, πιο παχιά ατμόσφαιρα. Η ερώτηση είναι αναμφίβολα θεμελιώδης για την κατανόηση της ατμόσφαιρας του Άρη, του κλίματος του και της κατοικισιμότητας των μικροοργανισμών.
Πέρα από τα ερευνητικά ιδρύματα, υπάρχουν εταιρείες που ενδιαφέρονται για την εξερεύνηση του Άρη. Μία τέτοια εταιρεία είναι η SpaceX (SPCX ).
#1. SpaceX
Αποστολή Mars της SpaceX λειτουργεί με το όραμα να ανοίξει το δρόμο για να γίνει η ανθρωπότητα πολυπλανητική. Ο Elon Musk, ο γνωστός ιδρυτής της SpaceX, μια παγκοσμίως συζητημένη προσωπικότητα στον χώρο της εξερεύνησης του διαστήματος και πέραν αυτού, είναι εξαιρετικά φιλόδοξος με την αποστολή της εταιρείας του για τον Άρη.
«Θέλετε να ξυπνάτε το πρωί και να πιστεύετε ότι το μέλλον θα είναι υπέροχο – και αυτό είναι το νόημα του να είσαι ένας διαστημικός πολιτισμός. Πρόκειται για το να πιστεύεις στο μέλλον και να σκέφτεσαι ότι το μέλλον θα είναι καλύτερο από το παρελθόν. Και δεν μπορώ να σκεφτώ κάτι πιο συναρπαστικό από το να βγούμε εκεί έξω και να βρισκόμαστε ανάμεσα στα αστέρια.»
– Musk, ενώ περιγράφει το όραμά του
SpaceX Mars Solution: Starship
Starship είναι το διαστημικό σκάφος της SpaceX και Super Heavy πυραυλικό συνδυασμένα. Ο συνδυασμός αποτελεί ένα πλήρως επαναχρησιμοποιήσιμο σύστημα μεταφοράς σχεδιασμένο να μεταφέρει τόσο πλήρωμα όσο και φορτίο στην τροχιά της Γης, το Φεγγάρι, τον Άρη και πέραν αυτού. Έχει κερδίσει τη φήμη ότι είναι το πιο ισχυρό οχημά εκτόξευσης στον κόσμο που έχει αναπτυχθεί ποτέ, ικανό να μεταφέρει έως 150 μετρικές τόνους πλήρως επαναχρησιμοποιήσιμα και 250 μετρικές τόνους μη επαναχρησιμοποιήσιμα.
Η επίσημη δήλωση της SpaceX είναι ότι χρειάζεται έξι μήνες για να φτάσει στον Άρη και θα εισέλθει στην ατμόσφαιρα του Άρη με ταχύτητα 7,5 χιλιόμετρα ανά δευτερόλεπτο. Θα επιβραδυνθεί αεροδυναμικά. Είναι ικανή για επαναγέμιση σε τροχιά, επιτρέποντάς της να μεταφέρει έως 100 τόνους στον Άρη.
Με υψηλή δυνατότητα επαναχρησιμοποίησης ενσωματωμένη, το δεξαμενόπλοιο έχει τη δυνατότητα να μειώσει το κόστος της αποστολής, καθώς το κύριο κόστος θα είναι μόνο το οξυγόνο και το μεθάνιο, μια οικονομικά χαμηλή υπόθεση συνολικά.
Ο λόγος που η SpaceX ενδιαφέρεται για τον Άρη είναι πολυδιάστατος. Η εταιρεία βλέπει τον Άρη ως έναν από τους πιο κοντινούς κατοικήσιμους γείτονες της Γης με αξιοπρεπές ηλιακό φως. Ενώ αναγνωρίζει το κρύο του πλανήτη, είναι σίγουρη ότι μπορεί να τον ζεστάνει.
Ωστόσο, σύμφωνα με τη δήλωση του Musk, η αποστολή στον Άρη παραμένει μια δαπανηρή υπόθεση. Σύμφωνα με τη δική του ανάρτηση στο X από το πρώτο μισό αυτού του μήνα:
«Αυτή τη στιγμή κοστίζει περίπου ένα δισεκατομμύριο δολάρια ανά τόνο χρήσιμου φορτίου στην επιφάνεια του Άρη. Πρέπει να βελτιωθεί σε 100 χιλιάδες δολάρια ανά τόνο για να χτιστεί μια αυτοσυντηρούμενη πόλη εκεί, οπότε η τεχνολογία πρέπει να είναι 10.000 φορές καλύτερη. Εξαιρετικά δύσκολο, αλλά όχι αδύνατο.»
Η SpaceX συνεργάζεται με τη NASA. Στις 26 Σεπτεμβρίου 2024, η NASA κάλεσε το κοινό να συμμετάσχει ως εικονικοί επισκέπτες στην εκτόξευση της αποστολής SpaceX Crew-9 της υπηρεσίας, καθώς ο αστροναύτης της NASA Nick Hague, διοικητής, και ο κοσμοναύτης της Ρωσίας Aleksandr Gorbunov, ειδικός αποστολής, θα επιβιβαστούν σε πτήση με το διαστημικό σκάφος SpaceX Dragon, με εκτόξευση όχι νωρίτερα από 13:17 μ.μ. EDT το Σάββατο 28 Σεπτεμβρίου, από το Space Launch Complex-40 στο Cape Canaveral Space Force Station στη Φλόριντα.
Η SpaceX θεωρείται μία από τις πιο κρίσιμες και μυστικές ιδιωτικές εταιρείες που ανέπτυξε από μια μη κερδοφόρα $2 δισεκατομμύρια έσοδα σε, σύμφωνα με τις εκτιμήσεις, $9 δισεκατομμύρια για το 2023 με προβλεπόμενα $15 δισεκατομμύρια το 2024 και $3 δισεκατομμύρια κέρδη.
#2. Blue Origin
Μια άλλη εταιρεία που λειτουργεί φημισμένα στον ίδιο χώρο αγοράς με τη SpaceX είναι η Blue Origin του Jeff Bezos. Λειτουργεί με την αποστολή «να χτίσουμε έναν δρόμο στο διάστημα ώστε τα παιδιά μας να μπορούν να χτίσουν το μέλλον».
Ιδρύθηκε με το όραμα να επιτρέψει σε εκατομμύρια ανθρώπους να ζουν και να εργάζονται στο διάστημα προς όφελος της Γης, η Blue Origin οραματίζεται ένα μέλλον όπου η ανθρωπότητα μπορεί να αξιοποιήσει τους απεριόριστους πόρους του διαστήματος και να μεταφέρει τις επιβλαβείς βιομηχανίες πέρα από τον πλανήτη μας για να διατηρήσει τη Γη — το μπλε μας αρχικό σημείο.
Η εταιρεία έχει το όραμά της χωρισμένο σε εφικτά στοιχεία αποστολής που περιλαμβάνουν την αύξηση της πρόσβασης στο διάστημα μέσω επαναχρησιμοποιήσιμων πυραύλων, θέλει να αναπτύξει διαστημικά οχήματα του μέλλοντος που θα είναι μόνο επαναχρησιμοποιήσιμα οχήματα εκτόξευσης και διαστημικά συστήματα που είναι ασφαλή, χαμηλού κόστους, και εξυπηρετούν τις ανάγκες όλων των πολιτικών, εμπορικών και αμυντικών πελατών.
Η εταιρεία δοκιμάζει πτήση του πυραύλου New Shepard και των εφεδρικών συστημάτων ασφαλείας της από το 2012. Έχει πραγματοποιήσει 22 επιτυχημένες διαδοχικές αποστολές μέχρι τώρα, συμπεριλαμβανομένων τριών επιτυχημένων δοκιμών διαφυγής. Η εταιρεία πιστεύει ότι η λειτουργική επαναχρησιμοποίηση είναι ο μόνος τρόπος για τη μείωση του κόστους πρόσβασης στο διάστημα, και τόσο οι λύσεις της – New Shepard και New Glenn – έχουν σχεδιαστεί με επαναχρησιμοποίηση από την αρχή.
Θα ήταν σκόπιμο να αναφερθεί εδώ ότι το Πρόγραμμα Υπηρεσιών Εκτόξευσης (LSP) της NASA έδωσε στη New Glenn το συμβόλαιο Escape and Plasma Acceleration and Dynamics Explorers (ESCAPADE), μέρος του προγράμματος NASA Small Innovative Missions for Planetary Exploration (SIMPLEx), μια διπλή αποστολή διαστημοπλοίων για τη μελέτη του μαγνητικού πεδίου του Άρη.
Σύμφωνα με τις πιο πρόσφατες διαθέσιμες αναφορές, η Blue Origin έχει συγκεντρώσει $596,4M σε 8 γύρους μέχρι τώρα, με τον τελευταίο γύρο χρηματοδότησης να είναι μια Χορήγηση – VII για $34,7M στις 25 Ιουλίου 2023.
Συμπερασματικές Σκέψεις
Είναι αδιαμφισβήτητο ότι οι πιο οραματιστές επιχειρηματικοί ηγέτες του κόσμου εξερευνούν τον Άρη. Ταυτόχρονα, τα κορυφαία ερευνητικά ιδρύματα και διαστημικές υπηρεσίες από πολλές χώρες επίσης συμμετέχουν. Ο στόχος είναι να δημιουργηθεί μια ασφαλής, οικονομικά αποδοτική διαδρομή προς τον Άρη.
Ωστόσο, κάθε ενδιαφερόμενος είναι καλά ενήμερος ότι η επιτυχία εξαρτάται από μια αποτελεσματική κατανόηση των παρελθόντων γεγονότων που συνέβησαν στον πλανήτη. Σύμφωνα με την επίσημη δήλωση της NASA, η υπηρεσία, με τα χρόνια, «έχει αναλάβει μια συστηματική προσπάθεια να προσδιορίσει την πρώιμη ιστορία του Άρη και πώς μπορεί να μας βοηθήσει να κατανοήσουμε το σχηματισμό και την εξέλιξη κατοικήσιμων κόσμων, συμπεριλαμβανομένης της Γης».
Ωστόσο, τέτοιες προσπάθειες θα απαιτήσουν περισσότερους πόρους, τόσο οικονομικούς όσο και διανοητικούς. Για παράδειγμα, το Πρόγραμμα Επιστροφής Δειγμάτων που ξεκίνησε η NASA, αναζητώντας καινοτόμες σχεδιάσεις για την επιστροφή πολύτιμων δειγμάτων από τον Άρη στη Γη, θα είναι μία από τις πιο σύνθετες αποστολές που έχει αναλάβει ποτέ η NASA. Διαθέτει προϋπολογισμό 11 δισεκατομμυρίων δολαρίων ΗΠΑ.
Σύμφωνα με τον Διευθυντή της NASA Bill Nelson:
«Η ασφαλής προσγείωση και συλλογή των δειγμάτων, η εκτόξευση ενός πυραύλου με τα δείγματα ενός άλλου πλανήτη – κάτι που δεν έχει γίνει ποτέ πριν – και η ασφαλής μεταφορά των δειγμάτων πάνω από 33 εκατομμύρια μίλια πίσω στη Γη δεν είναι μικρή αποστολή. Πρέπει να σκεφτούμε έξω από τα συνηθισμένα για να βρούμε έναν προσιτό τρόπο που να επιστρέφει τα δείγματα σε λογικό χρονικό πλαίσιο.»
Με όλες αυτές τις τεράστιες αποστολές σε εξέλιξη, πρέπει επίσης να θυμόμαστε ότι η κατανομή των κεφαλαίων για αβέβαια διαστημικά προγράμματα θα μπορούσε επίσης να σημαίνει έλλειψη πόρων στις προσπάθειες να κάνουμε τον πλανήτη μας, τη Γη, βιώσιμο. Πρέπει να επιτευχθεί μια ισορροπία όπου οι διαστημικές αποστολές θα σημαίνουν οφέλη για τη Γη και τους κατοίκους της, τον ανθρώπινο πολιτισμό, το ζωικό βασίλειο και τη πλούσια φύση που ζούμε.
