زندگی در مریخ: چگونه جدیدترین اکتشافات ما را به حرکت قریب الوقوع نزدیک می کند

فهرست مطالب:

زندگی در مریخ: چگونه جدیدترین اکتشافات ما را به حرکت قریب الوقوع نزدیک می کند
زندگی در مریخ: چگونه جدیدترین اکتشافات ما را به حرکت قریب الوقوع نزدیک می کند
Anonim

به یاد داشته باشید که ایلان ماسک چگونه توییت کرد: Nuke Mars! ("بیایید مریخ را با بمب های هسته ای بزنیم!")؟ مریخ - و کارهایی که یک فرد می تواند با آن انجام دهد - حداقل از زمان کتاب The Chronicles مریخ ری برادبری نگران بشریت است. اما تفاوت زیادی بین تخیلات نیم قرن پیش و روزهای ما وجود دارد: جدیدترین کشفیات علمی گفتگوهای مربوط به زندگی در مریخ را از محافل فانتزی به دفتر محققان و حتی تجار منتقل کرده است.

چهارمین سیاره منظومه شمسی از نظر شعاع نصف زمین است ، اما از نظر مساحت با تمام قاره های زمین ترکیب شده است (خوشبختانه هیچ اقیانوسی در آنجا وجود ندارد) ، به علاوه در سال 2008 کاوشگر ناسا آب را در آنجا پیدا کرد (به شکل یخ) جای تعجب نیست که وسوسه ای برای جمعیت روی کره زمین وجود دارد و به معنای واقعی کلمه در ژوئیه 2019 ، موتورهای موشک برای اولین پرواز در آنجا توانستند Starhopper را به هوا برسانند ، نمونه اولیه ای که در چند سال آینده به Starship تبدیل می شود - یک موشک و فضاپیما که مخصوص پرواز به مریخ ایجاد شده است. به لطف استفاده مجدد کامل از Starship (بیش از صد مورد استفاده) ، هزینه پروازها به مریخ باید کاهش یابد.

در عین حال ، میانگین دمای سالانه مریخ -63 درجه سانتیگراد است ، تقریباً مشابه ایستگاه قطب جنوب وستوک. آنجا بسیار سرد است زیرا جو آن 150 بار نازک تر از جو زمین است. با چنین پوسته گازی نازک ، اثر گلخانه بسیار ضعیف است ، به همین دلیل سرد است. این مشکل را می توان با نزدیک شدن شرایط آب و هوایی مریخ به آب و هوای زمین حل کرد - این فرآیند را زمین سازی می نامند. در مورد مریخ ، برای این امر لازم است به طرز شدید سطح کره زمین را گرم کنید ، که حتی در بهترین سالها 56 میلیون کیلومتر از اینجا واقع شده است.

دانشمندان به سختی با این مشکل مبارزه می کنند ، و اخیراً ، در تابستان سال 2019 ، روشی غیرمعمول برای قابل سکونت شدن سیاره سرخ ارائه شد - برای شروع ، حداقل تا حدی. معلوم شد که یک گنبد شفاف ساخته شده از یک ژل عجیب و غریب تنها چند سانتی متر ضخامت ، تقلید زمینی خاک مریخ را در روشنایی ضعیف محلی بسیار گرم می کند تا بتواند بدون گرمایش اضافی از زندگی گیاهان پشتیبانی کند. و این یک احساس واقعی است. ما به شما می گوییم که چه کاری می توان به طور کلی انجام داد تا پس از سالهای معینی مردم در مزارع مریخ قدم بزنند و همزمان دو قمر را تحسین کنند.

Image
Image

گنبدهای آیرژل: سطح 80 گلخانه که توسط دانشمندان یک ماه پیش کشف شد

بیایید مستقیماً به جدیدترین کشف برویم. در ژوئیه 2019 ، تیمی از دانشمندان آزمایشات آزمایشگاهی ساده ای را انجام دادند که در آن آنالوگ خاک مریخ را در محفظه ای با جو نادر و دمای مریخ قرار دادند. سپس آنها با لامپ هایی که 150 وات انرژی در هر متر مربع می دهند - روی گبه ها می درخشید - دقیقاً به اندازه خورشید به طور متوسط به سطح مریخ.

شگفت آور به نظر می رسید: بدون کوچکترین گرمایش خارجی ، سطح خاک مریخ ، که از بالا با گنبد ژل پوشانده شده بود ، درست بالای صفر درجه گرم شد. گنبد ، تنها دو سانتی متر ضخامت دارد ، نور مرئی را به خوبی منتقل می کند و خاک را با آن گرم می کند ، اما بسیار ضعیف اشعه ماوراء بنفش ، مادون قرمز و گرما را منتقل می کند. بیش از مواد اولیه کافی برای تولید آن (ماسه معمولی) در مریخ و همچنین روی زمین وجود دارد.

گرم کردن خاک تا 65 درجه با یک گنبد شفاف ساده مانند یک معجزه به نظر می رسد ، زیرا از ته خاک عایق حرارتی خاصی وجود ندارد و مقداری از گرما هنوز به طرفین می رود. یعنی مانند پوشاندن زمین یخ زده با پارچه روغنی هوشمندانه - و سپس همه چیز به خودی خود اتفاق می افتد. اما در اینجا هیچ معجزه خاصی وجود ندارد. آئروژل ها در سال 1931 کشف شدند و در واقع این یک ژل الکلی معمولی است که از طریق گرم شدن تمام الکل از آن تبخیر می شود و شبکه ای از کانال های پر از هوا باقی می ماند.خواص عایق حرارتی آن با ضخامت یکسان تا 7.5 برابر بیشتر از فوم یا پشم معدنی است ، در حالی که عملا شفاف است. یک خانه معمولی ساخته شده از آن و روی زمین ، کاملاً شفاف ، مگر در طول شب قطبی طولانی نیازی به گرمایش ندارد.

جالب اینکه در واقع ، این ماده قبلاً روی مریخ آزمایش شده است: مریخ نوردهای آمریکایی از ایروژل استفاده می کنند تا وسایل داخلی آنها در طول شب مریخ ، زمانی که درجه حرارت می تواند تا -90 درجه کاهش یابد ، بیش از حد سرد نشوند.

Image
Image

محققانی که چنین گنبدهایی را به عنوان راهی برای حرکت یک روزه به مریخ پیشنهاد کرده اند ، توجه دارند که حمل گنبدهای آئروژل در مسافت های طولانی آسان است. علاوه بر این ، آزمایشات در آزمایشگاه های زمینی قبلاً نشان داده است که اگر دمای طبیعی باشد ، حتی گوجه فرنگی به طور کامل در آنالوگ خاک مریخ رشد می کند. برای آنها نیز نیازی به صرف مقدار زیادی آب نیست: جایی برای تبخیر از زیر گنبد ندارد ، یعنی حتی مقدار کمی از آن به طور مداوم توسط گیاهان "در یک دایره" مصرف می شود. به هر حال ، برای تأیید این پیشنهادات ، نویسندگان قصد دارند آزمایشات را به قطب جنوب منتقل کنند - دره های خشک مک مرودو ، که از نظر آب و هوا و بی آبی بسیار مریخ هستند.

ماسک درست می گوید

رادیکال ترین راه برای حل مشکل ، همانطور که اغلب اتفاق می افتد ، توسط ایلان ماسک پیشنهاد شد: بمباران قطب های مریخ با بمب های هسته ای. انفجارها باید بخار دی اکسید کربن را تشکیل دهند ، که بیشتر یخ های درپوش قطبی این سیاره را تشکیل می دهد. CO2 یک اثر گلخانه ای ایجاد می کند ، یعنی از بمباران هسته ای در سیاره چهارم به طور جدی و برای مدت طولانی گرم می شود.

درست است که در سال 2018 یک مطالعه تحت حمایت ناسا دیدگاه کاملاً متفاوتی را مطرح کرد: بمباران قطب ها بی فایده است. و به طور کلی ، تمام دی اکسید کربن مریخ برای ایجاد جو به اندازه کافی متراکم برای گرم شدن جدی کافی نیست. طبق محاسبات گروه علمی "nasov" ، با ذوب شدن قطب های دی اکسید کربن ، فشار را می توان فقط 2.5 بار افزایش داد. گرمتر می شود ، اما هنوز دمای قطب جنوب است - و جو 60 بار نازک تر از ما است. نویسندگان اثر مستقیماً از شخصی که نظر او را نقد می کنند ، یاد کردند: ایلان ماسک. اما به نظر می رسد این موضوع حداقل او را اذیت نکرده است.

حتی در مریخ ، می توانید دره ای به طول هزاران کیلومتر پیدا کنید - و در آن مستقر شوید

مریخ دارای ویژگی های امدادی بسیار غیر معمول است که در زمین یافت نمی شود. یکی از این سیستم ها ، دره مارینر دراز 4000 کیلومتر است ، که طولانی ترین آن در منظومه شمسی شناخته شده است. عرض آن تا 200 کیلومتر و عمق آن تا 7 کیلومتر است. این بدان معناست که در پایین دره ها ، فشار جو یک و نیم برابر بیشتر است و به طور قابل ملاحظه ای گرمتر و مرطوب تر از بقیه کره زمین است. در قسمتی از دره های مارینر است که فضاپیماها از بخار آب (در تصویر زیر) از مههای واقعی عکس می گیرند و در دامنه مناطق دیگر - آثار تیره ای از نهرها در ماسه ، و این جریانها مشکوک به آب هستند.

Image
Image

بخشی از دره مارینر معروف به هزارتوی شب

همه ده هزار کیلومتر مربع در عکس با مه صبح پوشیده شده است - پدیده ای نسبتاً نادر برای مریخ.

دره های مارینر در همه جا گسترده نیستند - در برخی نقاط عرض آنها فقط چند کیلومتر است. مدتهاست که پیشنهاد شده است چنین مکانهایی با گنبد شیشه ای پوشانده شود ، زیرا معتقدیم این امر برای حفظ گرما و ایجاد دمای بالا محلی کافی خواهد بود. گنبد آئروژل در چنین منطقه ای با آب می تواند منجر به تشکیل آب و هوای نسبتاً گرم محلی با بارندگی و آب خود شود. چنین مکانهایی را می توان به تدریج ایجاد کرد و هرچه مساحت وسیع تری با گنبدهای متصل به هم پوشانده شود ، دمای متوسط بیشتر خواهد بود (اتلاف حرارت کمتر از طریق دیوارها). بنابراین ، در واقع ، چنین شکل دهی تدریجی و "خزنده" می تواند مساحت بسیار وسیعی از کره زمین را اشغال کند.

اشکالات محاسبات ناسا چیست و چرا دانشمندان مخالف در حال حاضر در SpaceX استخدام شده اند؟

راه ساده تری برای گرم شدن جهانی مریخ به دمای زمین وجود دارد.همانطور که توسط گروه دیگری از دانشمندان ذکر شد ، ما قبلاً این روش را روی زمین امتحان کرده ایم ، بدون آنکه بخواهیم - 37 میلیارد تن دی اکسید کربن در جو آن منتشر کرده و به تدریج دمای کره زمین را افزایش دهیم. این مسیر گازهای گلخانه ای است.

البته هیچ ذغالی در مریخ وجود ندارد که در صورت سوزاندن بتواند اثر گلخانه ای ایجاد کند. و CO2 کارآمدترین گاز گلخانه ای نیست. نامزدهای بسیار بهتری وجود دارد که امیدوارکننده ترین آنها SF6 است. مولکول آن از یک اتم گوگرد تشکیل شده است که در اطراف آن شش اتم فلور بیرون می چسبد. این مولکول به دلیل "حجیم بودن" اشعه ماوراء بنفش و مادون قرمز را کاملاً رهگیری می کند ، در حالی که نور مرئی را به خوبی منتقل می کند. از نظر قدرت اثر گلخانه ای که ایجاد می کند ، 34900 برابر بیشتر از دی اکسید کربن است. این بدان معناست که تنها یک میلیون تن از این ماده همان اثر گلخانه ای را دارد که دهها میلیارد تن CO2 ساطع شده امروزه توسط بشر منتشر می شود.

Image
Image

رگه های تیره در ماسه در فصول گرم طولانی تر و در فصول سرد کوتاهتر می شوند ، به همین دلیل است که برخی از دانشمندان آنها را ماسه ای مرطوب از جریان آبهای نزدیک سطح می دانند.

علاوه بر این ، گاز SF6 بسیار سرسخت است - بسته به شرایط خارجی ، عمر آن در جو بین 800 تا 3200 سال است. این بدان معناست که شما نیازی به نگرانی در مورد پوسیدگی آن در جو مریخ ندارید: پس از تولید ، برای مدت بسیار طولانی در آنجا باقی می ماند. علاوه بر این ، این گاز برای انسان و همه موجودات زنده بی ضرر است. در واقع ، در مریخ ، بسیار مفید است ، زیرا پرتوهای ماوراء بنفش را بدتر از ازن ، که هنوز وجود ندارد ، رهگیری می کند.

طبق محاسبات ، در حدود 100 سال ، تزریق گازهای فوق گلخانه ای از این نوع می تواند دمای کره زمین را ده ها درجه افزایش دهد.

جالب است که کمی پیش از این ، با پشتیبانی ناسا ، یک کار علمی دیگر انجام شد که دقیقاً چنین سناریویی را توصیف می کرد - شکل دهی به مریخ به دلیل افزایش کارایی گازهای گلخانه ای ساخته دست بشر. یکی از نویسندگان این اثر مارینا مارینووا بود که مدت زیادی در ناسا کار می کرد و امروز در SpaceX مشغول به کار شد. علاوه بر این ، ایلان ماسک خود از آن به عنوان نویسنده مشترک یاد کرد و از اثری که از کمبود CO2 در مریخ صحبت می کند ، انتقاد کرد ، و ظاهراً از تبدیل آن به سیاره ای با دمای نزدیک به زمین جلوگیری می کند.

یکی از ویژگیهای مهم چنین اثر گلخانه ای فوق العاده قوی: پس از گرم شدن خاک مریخ ، CO2 محدود شده در آن باید به جو منتقل شود و گرمایش کره زمین را بیشتر افزایش دهد.

Image
Image

کی واقعاً مریخ شبیه زمین خواهد بود؟

در حالی که SF6 در واقع می تواند کل سیاره را متحول کند ، باید به وضوح درک کرد که فردا این اتفاق نمی افتد. طبق محاسبات ، برای این کار شما باید میلیاردها کیلووات ساعت در سال هزینه کنید - و آنها را در مریخ صرف کنید ، و همان گاز SF6 را از خاک غنی از فلورین و خاکستری تولید کنید. یعنی ، کسانی که مایل به تغییر شکل هستند باید یک نیروگاه هسته ای کامل 500 مگاواتی بر روی کره زمین بسازند ، تاسیسات تولید خودکار که دائماً گاز SF6 را در جو آزاد می کند. این روند پس از صد سال کار نتایج ملموسی خواهد داشت. خوب ، یا کمی سریعتر با سرمایه گذاری های بسیار بزرگ در ایجاد کارخانه ها.

در تمام این مدت ، افرادی که فعالیت های خود را ارائه می دهند و مریخ را مطالعه می کنند ، باید در جایی زندگی کنند. بدیهی است که بهترین راه حل برای تغییر محلی سیاره در محلهای استقرار آنها ، گنبدهای آئروژل خواهد بود. به این معنا که در صورت لزوم ، تغییر شکل زمین به دو صورت همزمان انجام می شود: محلی - برای استعمارگران کنونی با کمک گنبدها - و جهانی - برای کل کره زمین.

چه کسی می تواند در حال حاضر در مریخ زندگی کند - و چرا این مهم است

درختان سیب در سیاره سرخ در آینده نزدیک شکوفا نخواهند شد ، اما پوشش گیاهی در فضای باز ممکن است زودتر از آنچه فکر می کنیم به آنجا بیاید.

Image
Image

Хanthoria elegans

در سال 2012 ، آژانس هوافضای آلمان آزمایشی را با گلسنگ قطبی Xanthoria elegans انجام داد. او در فشار 150 برابر کمتر از فشار زمین - بدون اکسیژن ، در دمای مریخ نگه داشته شد. با وجود بیگانگی محیط ، گلسنگ نه تنها زنده ماند ، بلکه توانایی فتوسنتز موفقیت آمیز خود را نیز (در دوره هایی که از ساعات روز تقلید می کند) از دست نداد.

این بدان معناست که در تعدادی از مناطق مریخ - همان دره های دریانوردان - چنین موجوداتی در منطقه استوایی می توانند امروزه زندگی کنند. و پس از شروع تولید گاز SF6 در مریخ ، قلمرو مناسب برای آنها به سرعت شروع به گسترش می کند. مانند دیگر گلسنگ ها ، Xanthoria زیبا در طی فتوسنتز اکسیژن تولید می کند. در واقع ، انتشار گلسنگ ها در زمین حدود 1.2 میلیارد سال پیش (0.7 میلیارد سال قبل از گیاهان بالاتر) بود که به جو زمین اجازه داد میزان اکسیژن را به میزان قابل توجهی به سطح ارتفاعات زمینی امروزی برساند. به احتمال زیاد ، در مریخ ، گلسنگ ها همان عملکرد را دارند - آماده سازی جو به گونه ای که زندگی موجودات پیچیده تر در آن راحت تر باشد. شاید مردم.

توصیه شده: