Благодаря такому подходу терраформирование Марса стало более реалистичным

Люди задаются вопросом, можем ли мы изменить климат Марса, чтобы сделать его пригодным для жизни людей, и мы, возможно, ближе, чем когда-либо, к ответу на этот вопрос.

Марс, один из двух ближайших соседей Земли наряду с Венерой, является четвертой планетой от Солнца. Вы можете легко заметить его на ночном небе, поскольку он сияет ярко-красной точкой.

Марс сухой, холодный и каменистый, с тонкой атмосферой и очень низким приземным давлением. Эти факторы затрудняют поддержание планеты в жидком состоянии, поскольку любая поверхностная вода быстро испаряется или замерзает.

Однако Марс не совсем без воды. Миллиарды лет назад более теплая и плотная атмосфера планеты позволяла воде течь, о чем свидетельствуют речные русла, озерные отложения, дельты и измененные водой породы, которые теперь замерзли под почвой. Недавнее исследование, опубликованное в Труды Национальной академии наук предполагает, что огромное количество воды может находиться на глубине от 11.5 до 20 километров под поверхностью Марса.

Эти грунтовые воды потенциально могут заполнить целые океаны и покрыть планету на глубину от одного до двух километров.

«Мы не нашли никаких доказательств существования жизни на Марсе, но, по крайней мере, мы определили место, где, в принципе, должна быть возможность поддерживать жизнь».

– Майкл Манга, ведущий автор исследования из Калифорнийского университета (UC)

Понимание водного цикла планеты «критически важно» для понимания эволюции климата, поверхности и недр Марса.

Это открытие стало возможным благодаря данным посадочного модуля НАСА Insight, который был отправлен на Марс в 2018 году. грохоты из вулканических областей. Эти сейсмические события породили волны, которые позволили геофизикам исследовать недра Марса.

Используя математическую модель физики горных пород, ученые пришли к выводу, что сейсмические данные Insight указывают на глубокий слой трещиноватой магматической породы, насыщенной жидкой водой.

Однако эта вода находится в крошечных трещинах и порах в середине марсианской коры, что может ограничить ее полезность для снабжения водой будущей марсианской колонии.

Ищем способы сделать Марс обитаемым 

За последние несколько десятилетий было предложено множество способов терраформирования Марса. В 1971 году Карл Саган предложил испарить северные полярные ледяные шапки, чтобы значительно увеличить вероятность наличия жидкой воды на планете. Однако исследование, профинансированное НАСА в 2018 году, показало, что обработка всех доступных источников на Марсе повысит атмосферное давление только примерно до 7% от земного, чего все еще недостаточно, чтобы сделать планету пригодной для жизни.

Хотя на Марсе много углекислого газа, добыча полезных ископаемых все равно обеспечит атмосферное давление примерно на 10-14% от земного, что приведет к повышению средней температуры на 10 градусов по Цельсию. Средняя температура поверхности Марса составляет около -80 градусов по Фаренгейту.

Несколько лет назад исследователи из Гарвардского университета предполагают сделать планету пригодной для жизни человека с помощью кремнеземного аэрогеля, легкого и прозрачного твердого вещества, имитирующего парниковый эффект земной атмосферы.

Для этого исследователи предложили щит из кремнеземного аэрогеля толщиной два-три сантиметра. Этот экран будет пропускать достаточно видимого света, чтобы постоянно повышать температуру выше точки плавления воды, а также блокировать опасное ультрафиолетовое излучение и обеспечивать фотосинтез. Все это Достигнут за счет улавливания тепла в почве без необходимости использования какого-либо внутреннего источника тепла.

Это исследование был вдохновлен ледяными шапками Марса, которые содержат водяной лед и CO2 в замороженном виде. Как и газообразная форма CO2, замороженная форма позволяет солнечному свету проникать, удерживая тепло, создавая летом подо льдом очаги потепления.

Однако этот метод требует производства огромного количества силикагелей, а затем их транспортировки на Марс.

Однако вода — не единственная проблема на Марсе. Атмосферу необходимо сделать пригодной для дыхания и для людей. Марсоход НАСА Perseverance стремится преобразовывать CO2 в кислород, и с момента прибытия на Марс в феврале 2021 года это устройство произведенный 4.3 унции кислорода.

Другой Марсианская миссия показала что Красная планета продолжает терять атмосферу из-за отсутствия защитного магнитного поля. Поскольку солнечный ветер постоянно разрушает атмосферу и воду Марса, планете потребуется магнитное поле силой от 10,000 20,000 до XNUMX XNUMX Гаусс, чтобы эффективно защитить себя. К сожалению, технологии, необходимой для создания такого магнитного поля, пока не существует.

Терраформирование Марса, несомненно, является захватывающей, но сложной задачей, которая кажется невозможно при наших нынешних технологиях. Однако, Исследователи продолжают изучать новые методы, а новаторское исследование выявило новый подход к тому, как сделать Марс более дружелюбным для жизни.

Нажмите здесь, чтобы узнать о космической пище, которая поможет нам накормить следующую волну первопроходцев человечества.

Использование марсианской пыли, чтобы сделать ее пригодной для микробной жизни 

Опубликовано в Наука развивается Ранее в этом месяце исследование, проведенное исследователями из Северо-Западного университета, Чикагского университета и Университета Центральной Флориды, показало, что одна треть поверхности Марса содержит неглубоко спрятанную H2O, но остается слишком холодной для жизни. 

Чтобы согреть планету, ученые предложили стратегии, аналогичные тем, которые используются на Земле, выбрасывая материалы в атмосферу, чтобы усилить естественный парниковый эффект. 

Однако для этого процесса необходимо большое количество ингредиентов, которых на поверхности Марса просто нет в достаточном количестве. Новое исследование показало, что вместо этого можно использовать что-то, что легко доступно на Марсе. 

Идея состоит в том, чтобы использовать искусственные частицы пыли, которые могут нагреть Марс более чем на 50 градусов по Фаренгейту (10 градусов по Цельсию), чтобы довести температуру планеты до уровня, подходящего для микробной жизни.

Подобно природной пыли, эти искусственно созданные частицы пыли могут подниматься высоко в атмосферу, позволяя доставлять их из приповерхностных слоев.

Этот метод, хотя и требует десятилетий, является большим шагом на пути к тому, чтобы сделать Марс пригодным для жизни. Он более чем в 5,000 раз более эффективен, чем предыдущие, для нагрева Марса. Эта логистически более простая и экономически эффективная стратегия позволяет нам изменять окружающую среду Красной планеты, используя ресурсы, доступные на самом Марсе, поэтому нет необходимости добывать ресурсы редкой планеты или импортировать их с Земли.

В исследовании говорится, что постоянный выброс пыли со скоростью 30 литров в секунду нагреет всю планету на ≳30 К, а это означает, что лед начнет таять. Эти показывает, что если материал можно произвести или доставить на Марс в больших масштабах, то планета может наконец согреться сделать его обитаемым. По словам автора исследования Эдвина Кайта, доцента кафедры геофизических наук Чикагского университета (UIC):

«Это говорит о том, что барьер для потепления Марса, допускающего появление жидкой воды, не так высок, как считалось ранее».

Однако это только начало, поскольку разреженный воздух Марса по-прежнему не пригоден для дыхания. Однако сделать его пригодным для обитания микробов, которые могли бы постепенно приносить кислород в атмосферу, безусловно, закладывает основу. 

На шаг ближе к устойчивому присутствию человека на Марсе

Обильная пыль на Марсе, богатая алюминием и железом, сама по себе не может согреть планету. Размер и состав пыли таковы, что она не нагревает планету, а слегка охлаждает ее поверхность.

В последнем исследовании исследователи выдвинули гипотезу, что если частицам пыли можно будет придать различную форму или состав, то можно будет более эффективно улавливать тепло. Итак, исследователи разработали частицы в форме коротких стержней. Эти наночастицы длиной около 9 микрометров соответствуют размеру имеющихся в продаже блесток.

Наностержни созданы для блокировки теплового инфракрасного излучения и эффективного рассеивания солнечного света на поверхность. Эти качества усиливают естественный парниковый эффект Марса и нагревают планету более чем в 5 × 103 раз эффективнее, чем лучшие газы. По словам ведущего автора Самане Ансари, аспиранта Северо-Западного университета из группы профессора Хумана Мохсени:

«То, как свет взаимодействует с субволновыми объектами, поразительно. Важно отметить, что инженерные наночастицы могут привести к оптическим эффектам, намного превосходящим те, которые традиционно ожидается из таких маленьких частиц».

Если частицы будут постоянно выбрасываться в атмосферу Марса, расчеты предполагают скачок температуры более чем на 50 градусов по Фаренгейту. Эта более теплая атмосфера также может стать заметной в течение нескольких месяцев. Чтобы обратить вспять потепление, выброс частиц можно остановить, и эффект будет обратным, прекратившись в течение нескольких лет.

Есть еще много чего быть сделаноОднако, как полагает соавтор Мохсени, мы можем создавать наночастицы, которые не только обладают более высокой эффективностью, но даже могут «динамически изменять свои оптические свойства».

Как заявил Кайт:

«Чтобы нагреть планету, вам все равно понадобятся миллионы тонн, но это в пять тысяч раз меньше, чем вам потребовалось бы при предыдущих предложениях по глобальному потеплению Марса».

Этот метод потребует 2 миллиона тонн частиц каждый год. Некоторые факторы до сих пор неизвестны. Например, ученым еще предстоит выяснить, насколько быстро частицы будут покидать атмосферу. Учитывая, что на Марсе есть облака и вода, вполне возможно, что вода просто выпадет обратно в виде дождя, когда планета нагреется и вода начнет конденсироваться вокруг частиц.

«Климатические отзывы действительно сложно точно смоделировать», — заявил Кайт, отметив необходимость получения большего количества данных не только с Марса, но и с Земли. «Нам нужно будет действовать медленно и обратимо, чтобы гарантировать, что эффекты работают так, как задумано», — добавил он.

Примечательно, что Цель исследования заключалась в том, чтобы нагреть Марс до уровня, при котором он станет пригодным для микробной жизни, а не сделать его пригодным для дыхания для людей.

Тем не менее, эта инновационная идея терраформирования знаменует собой значительный прогресс в исследованиях, сокращая разрыв между нынешним состоянием обитаемости Марса и тем, где, по нашему мнению, он мог бы быть. Более того, это открывает новые возможности для исследований, и, как предполагает Кайт, мы можем стать «на шаг ближе к давней мечте об установлении устойчивого присутствия человека на Марсе».

Компании, работающие над миссиями на Марс

Марс привлекает большое внимание не только исследователей, но и корпораций, которые вкладывают усилия и капитал, чтобы понять, исследовать и сделать планету пригодной для жизни людей. Такие компании, как Boeing, Virgin Galactic и Northrop Grumman, участвовали в исследовании космоса, миссиях на Марс, работали с НАСА или разрабатывали инфраструктуру, необходимую для марсианской колонии. Итак, давайте взглянем на пару выдающихся имен в этой области.

# 1. SpaceX 

Компания SpaceX, основанная Илоном Маском, находится на переднем крае разработки технологий для перевозки людей на Марс. В течение многих лет Маск делился своим планом по колонизации Марса и использовал свои активы для финансирования этих планов, поскольку «создание самодостаточного города на Марсе потребует много ресурсов». Он считает, что «существует острая необходимость сделать жизнь многопланетной».

Еще в 2015 году Маск общие его планы сделать Марс пригодным для жизни, которые включали в себя ядерную бомбардировку и создание двух крошечных пульсирующих солнц над полюсами, чтобы согреть его. Сотрудники SpaceX в настоящее время работают над планом марсианского города, а их космический корабль Starship вместе со сверхтяжелой ракетой предназначен для межпланетных путешествий, что делает компанию ключевым игроком в любых будущих миссиях на Марс.

Что касается финансовых показателей SpaceX, компания сообщается согласно отчету WSJ, получила $55 млн прибыли при $1.5 млрд выручки. Эти Это произошло после того, как в общих расходах за 5.2 год было заявлено $2022 млрд, а выручка удвоилась до $4.6 млрд. Как сообщается, не все, кто инвестировал в SpaceX, знают об убытках или прибылях компании, поскольку «многие инвесторы SpaceX рассматривают свои активы как долгосрочную ставку» и «не беспокоятся о результатах».

# 2. Lockheed Martin

Этот оборонный гигант имеет был вовлечен в марсианских миссиях НАСА, включая разработку космических кораблей и технологий для колонизации Марса. В 1965 году «Маринер-4», запущенный на ракете Lockheed Atlas-Agena D, предоставил снимки Марса крупным планом. Позже компания работала с НАСА над космическим кораблем Phoenix Mars Lander, направляющимся на Марс.

Lockheed также планирует через десять лет отправить людей на Марс через свой базовый лагерь на Марсе. Под этим сама концепцияАстронавты будут перевезены с Земли в научную лабораторию на орбите Марса, чтобы провести научные исследования в режиме реального времени и определить идеальное место для высадки людей на его поверхность.

Акции этой публичной компании с рыночной капитализацией в $133.34 млрд в настоящее время торгуются по цене $559.42, что на 23.43% больше, чем с начала года. Lockheed имеет прибыль на акцию (TTM) 27.58 и P/E (TTM) 20.29 при выплате дивидендной доходности 2.25%. 

По итогам второго квартала компания сообщила об увеличении чистого объема продаж на 9% до $18.1 млрд. Поскольку геополитическая напряженность растет, а война между Россией-Украиной и Израилем-Палестиной продолжается, Lockheed ожидает, что ее чистые продажи в 2024 году составят от 70.5 до 71.5 млрд долларов. Для оборонного подрядчика F-35 остается главным приоритетом, хотя он видит потенциальные заказы на 300 самолетов F-16 из Филиппин, Турции и Таиланда.

Заключение

Научная фантастика повсюду пропагандирует идею терраформирования Марса для поддержки человеческой цивилизации, и, как показывают последние исследования, эта идея может стать реальностью в не столь отдаленном будущем. 

За прошедшие годы появились предложения согреть планету, помочь ей поддерживать жидкую воду, позволить сельскохозяйственным культурам расти и позволить людям дышать. Пока это все остается лишь идеями и предложениями. Тем не менее, со временем возможности терраформирования значительно возрастают, и вместе с этим уменьшаются препятствия на пути превращения Марса в обитаемый. 

По мере того, как мы будем лучше понимать Красную планету и технологические достижения, будет формироваться самоподдерживающаяся среда, что в конечном итоге сделает долгосрочное присутствие человека на Марсе жизнеспособным и создаст новые возможности и возможности для людей.

Нажмите здесь, чтобы узнать о будущей космической экономике.