Η ιδέα ενός τρόπου που διαμορφώνει τον Άρη για να τον καταστήσει πιο κατοικήσιμο είναι ένα ονειρικό, επιστημονικό όνειρο. Αλλά τώρα, ένα υλικό που ονομάζεται πυριτική αερογέλη μπορεί να κάνει ολόκληρη την ιδέα του τερα-σχηματισμού Άρη ελαφρώς λιγότερο αδύνατη.
Σημαντικοί άνθρωποι από τον Carl Sagan έως τον Elon Musk πρότειναν να ζεσταθεί ο Άρης και να του δοθεί μια ατμόσφαιρα, και το κόλπο έγκειται στο κατεψυγμένο CO2 και το νερό στα πολικά καλύμματα του πλανήτη. Ο Sagan είπε ότι αν αυτά τα καπάκια μπορούσαν να εξατμιστούν με κάποιο τρόπο, τότε το φαινόμενο του θερμοκηπίου CO2 θα έκανε τα υπόλοιπα. Ο Μόσκ είπε, με αόριστο και αστείο, ότι οι ατομικές βόμβες που πέφτουν στους πόλους θα κάνουν το τέχνασμα.
Υπάρχει σοβαρό επιστημονικό έργο που συνεχίζει να διερευνά την ιδέα, τουλάχιστον στη θεωρία. Το κεντρικό ερώτημα είναι, ο Άρης έχει αρκετό CO2 και νερό για να δημιουργήσει ατμοσφαιρική πυκνότητα παρόμοια με τη Γη;
Το 2018, επιστήμονες στο Πανεπιστήμιο του Κολοράντο μελέτησαν την ερώτηση. Το συμπέρασμά τους; Το Terraforming Mars δεν είναι δυνατό με την τρέχουσα τεχνολογία μας, κάτι που οι περισσότεροι άνθρωποι ήδη ένιωθαν σίγουροι ότι ήταν αλήθεια.
«Τα αποτελέσματά μας δείχνουν ότι δεν υπάρχει αρκετό CO2 Το να παραμείνει στον Άρη για να προσφέρει σημαντική θέρμανση του θερμοκηπίου ήταν το αέριο που θα τοποθετηθεί στην ατμόσφαιρα. Επιπλέον, το μεγαλύτερο μέρος του CO2 το αέριο δεν είναι προσβάσιμο και δεν μπορούσε να κινητοποιηθεί εύκολα. Ως αποτέλεσμα, δεν είναι δυνατή η τερατοποίηση του Άρη χρησιμοποιώντας τη σημερινή τεχνολογία », δήλωσε ο Bruce Jakosky, καθηγητής στο Εργαστήριο Ατμόσφαιρας και Διαστημικής Φυσικής στο Πανεπιστήμιο του Κολοράντο, Boulder.
Αλλά αυτό ήταν πριν από ένα χρόνο, και η τεχνολογία εξελίσσεται συνεχώς.
Σε μια νέα μελέτη στο Nature Astronomy, τρεις ερευνητές από το Jet Propulsion Laboratory της NASA, το Πανεπιστήμιο του Χάρβαρντ και το Πανεπιστήμιο του Εδιμβούργου, προτείνουν ότι ο Άρης θα μπορούσε να γίνει κατοικήσιμος αν αλλάξουμε τη σκέψη μας και χρησιμοποιήσουμε τη νέα τεχνολογία. Αντί για μεγάλα όνειρα να κάνουν ολόκληρο τον κόκκινο πλανήτη κατοικήσιμο, αυτό που οι επιστήμονες αποκαλούν Παγκόσμια Ατμοσφαιρική Τροποποίηση (GAM,) τι γίνεται αν μικρές περιοχές θα μπορούσαν να μεταμορφωθούν;
Το κλειδί πίσω από τη σκέψη τους είναι η σιλικόνη αερογέλη.
"Αυτή η περιφερειακή προσέγγιση για να καταστεί ο Άρης κατοικήσιμος είναι πολύ πιο εφικτός από την παγκόσμια ατμοσφαιρική τροποποίηση."
Robin Wordsworth, Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences
Η αερογέλη Silica δεν είναι αυτό που νομίζετε ότι είναι. Αντί για ένα πραγματικό τζελ, είναι ένα στερεό, άκαμπτο, ξηρό υλικό. Δημιουργείται με την εξαγωγή του υγρού από ένα πήκτωμα με μια διαδικασία που ονομάζεται υπερκρίσιμη ξήρανση, με την ίδια διαδικασία που κάνει τον καφέ χωρίς καφεΐνη.
Οι ερευνητές πίσω από αυτήν τη νέα μελέτη χρησιμοποίησαν μοντέλα και πειράματα για να δείξουν ότι ένα λεπτό στρώμα αερογέλης 2 έως 3 cm (0,8 έως 1,2 ίντσες) θα μπορούσε να επιτρέψει στο φως του ήλιου να διεισδύσει, αλλά θα παγιδεύσει τη θερμότητα. Το τζελ θα επέτρεπε επίσης αρκετό ηλιακό φως για φωτοσύνθεση, και θα ζεσταίνει μόνιμα την περιοχή που καλύπτει, επιτρέποντας την τήξη του πάγου νερού και του κατεψυγμένου CO2. Ίσως το καλύτερο από όλα, δεν θα χρειαζόταν μια πηγή θερμότητας που πεινάει ενέργεια.
«Αυτή η περιφερειακή προσέγγιση για να καταστεί ο Άρης κατοικήσιμος είναι πολύ πιο εφικτή από την παγκόσμια ατμοσφαιρική τροποποίηση», δήλωσε ο Robin Wordsworth, Επίκουρος Καθηγητής Επιστήμης και Μηχανικής Περιβάλλοντος στο Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) και στο Τμήμα Γης και Πλανητική Επιστήμη. «Σε αντίθεση με τις προηγούμενες ιδέες για να καταστεί ο Άρης κατοικήσιμος, αυτό είναι κάτι που μπορεί να αναπτυχθεί και να δοκιμαστεί συστηματικά με υλικά και τεχνολογία που έχουμε ήδη», είπε σε δελτίο τύπου.
«Μικρά Νησιά Δυνατότητας»
«Ο Άρης είναι ο πιο κατοικήσιμος πλανήτης στο Ηλιακό μας Σύστημα εκτός από τη Γη», δήλωσε η Laura Kerber, Ερευνητής Επιστήμονας στο Jet Propulsion Laboratory της NASA. «Παραμένει όμως ένας εχθρικός κόσμος για πολλά είδη ζωής. Ένα σύστημα για τη δημιουργία μικρών νησιών βιωσιμότητας θα μας επέτρεπε να μετατρέψουμε τον Άρη με ελεγχόμενο και επεκτάσιμο τρόπο. "
Η πυριτική αερογέλη, η ιδέα της νησιωτικής ιδιότητας εμπνεύστηκε από κάτι που ήδη εμφανίζεται στους πόλους του Άρη.
Σε αντίθεση με τη Γη, το CO2 στον Άρη είναι παγωμένο, παγιδευμένο στους πόλους. Ενώ εδώ στη Γη οι πόλοι είναι πάγος νερού, οι πόλοι του Άρη είναι ένας συνδυασμός πάγου νερού και πάγου CO2. Αλλά παρόλο που είναι παγωμένο, αυτό το CO2 επιτρέπει ακόμα στο φως του ήλιου να διεισδύσει ενώ παγιδεύει τη θερμότητα.
Οι εικόνες των πόλων του Άρη δείχνουν πώς συμβαίνει αυτό.
Σε αυτήν την εικόνα του πάγου στον Άρη, το CO2 έχει παγιδεύσει τη ζεστασιά του Ήλιου. Αυτό δημιουργεί μικρές τσέπες ζεστασιάς το καλοκαίρι, οι οποίες εμφανίζονται ως μαύρες λιωμένες κηλίδες στον πάγο.
«Αρχίσαμε να σκεφτόμαστε αυτό το φαινόμενο θερμοκηπίου στερεάς κατάστασης και πώς θα μπορούσε να επικαλεσθεί τη δημιουργία κατοικήσιμων περιβαλλόντων στον Άρη στο μέλλον», δήλωσε ο Wordsworth. «Αρχίσαμε να σκεφτόμαστε τι είδους υλικά θα μπορούσαν να ελαχιστοποιήσουν τη θερμική αγωγιμότητα, αλλά εξακολουθούν να μεταδίδουν όσο το δυνατόν περισσότερο φως».
Όπως αποδεικνύεται, η πυριτική αερογέλη ταιριάζει στο λογαριασμό. Δημιουργήθηκε για πρώτη φορά το 1931 και είναι ένα από τα πιο μονωτικά υλικά που κατασκευάστηκαν ποτέ. Αυτό συμβαίνει επειδή είναι ένα πολύ πορώδες υλικό που είναι σχεδόν τελείως κατασκευασμένο από αέρα. Έχει περίπου 99,8% αέρα, σαν θερμικό παράθυρο.
Τα αερογέλη πυριτίας είναι 97 τοις εκατό πορώδη, που σημαίνει ότι το φως κινείται μέσω του υλικού, αλλά οι διασυνδεόμενοι νανοστιβάδες διοξειδίου του πυριτίου παγιδεύουν υπέρυθρη ακτινοβολία και επιβραδύνουν πολύ την αγωγή θερμότητας. Αυτά τα αερογέλη χρησιμοποιούνται σε διάφορες εφαρμογές μηχανικής σήμερα, συμπεριλαμβανομένων των Mars Exploration Rovers της NASA. Χρησιμοποιούνται για να διατηρούν τα ευαίσθητα ηλεκτρονικά ζεστά.
«Η αερογέλη Silica είναι ένα πολλά υποσχόμενο υλικό επειδή το αποτέλεσμα είναι παθητικό», δήλωσε ο Kerber. "Δεν θα απαιτούσαν μεγάλες ποσότητες ενέργειας ή συντήρηση κινούμενων μερών για να διατηρείται μια περιοχή ζεστή για μεγάλα χρονικά διαστήματα."
Οι ερευνητές πραγματοποίησαν πειράματα για να μιμηθούν τις συνθήκες στον Άρη. Πειραματίστηκαν με δύο τύπους αερογέλης πυριτίας: σωματίδια και πλακίδια. Διαπίστωσαν ότι και οι δύο ήταν αποτελεσματικοί στην αύξηση της θερμοκρασίας. Και οι δύο ήταν επίσης αποτελεσματικοί στον αποκλεισμό της επικίνδυνης υπεριώδους ακτινοβολίας.
Τα αποτελέσματά τους δείχνουν ότι ένα στρώμα αερολύματος 2 cm ή περισσότερο μείωσε την ακτινοβολία UVC σε λιγότερο από 0,5%. Το UVC είναι υπεριώδης ακτινοβολία υψηλής ενέργειας και μπορεί να είναι ιδιαίτερα επιβλαβές. Στη Γη, σχεδόν καμία μετρήσιμη ακτινοβολία UVC δεν φτάνει στην επιφάνεια λόγω του όζοντος, του μοριακού οξυγόνου και των υδρατμών στην ανώτερη ατμόσφαιρα.
«Απλώστε σε μια αρκετά μεγάλη περιοχή, δεν θα χρειαζόσασταν άλλη τεχνολογία ή φυσική, θα χρειαζόσασταν μόνο ένα στρώμα από αυτά τα υλικά στην επιφάνεια και από κάτω θα έχετε μόνιμο υγρό νερό», δήλωσε ο Wordsworth. "Υπάρχει μια σειρά από συναρπαστικά ζητήματα μηχανικής που προκύπτουν από αυτό."
Είναι αρκετά εύκολο να φανταστεί κανείς κάποιο είδος δομής θόλου κατασκευασμένο από αερογέλη πυριτίας. Θα ήταν αρκετά ζεστό για να είναι κατοικήσιμο και θα αποκλείει επίσης την υπεριώδη ακτινοβολία. Θα μπορούσε να είναι σαν ένα θερμοκήπιο στη Γη, όπου το νερό παρέμεινε ως υγρό και τα φυτά μπορούσαν να αναπτυχθούν.
Προφανώς, πρέπει να γίνει πολύ περισσότερη δουλειά και έρευνα. Το Wordsworth και οι άλλοι ερευνητές σκοπεύουν να δοκιμάσουν τα αερογέλη πυριτίας σε τοποθεσίες που μοιάζουν με τον Άρη εδώ στη Γη. Στοχεύουν στην ξηρή κοιλάδα της Χιλής και της Ανταρκτικής.
Το Wordsworth είναι ξεκάθαρο για ένα πράγμα: η μηχανική το κλίμα του Άρη δεν είναι απλώς τεχνικό και μηχανικό ζήτημα. Είναι επίσης ένα ηθικό και φιλοσοφικό ερώτημα.
Εάν υπάρχουν ήδη κάποια μικρόβια στον Άρη, ίσως κάτω από την επιφάνεια κάπου, τι γίνεται με αυτά; Πρέπει να το κάνουμε; Έχουμε το δικαίωμα;
«Εάν πρόκειται να ενεργοποιήσετε τη ζωή στην επιφάνεια του Άρη, είστε σίγουροι ότι δεν υπάρχει ζωή εκεί ήδη; Εάν υπάρχει, πώς μπορούμε να το πλοηγηθούμε », ρώτησε το Wordsworth. «Τη στιγμή που αποφασίζουμε να δεσμευτούμε να έχουμε ανθρώπους στον Άρη, αυτά τα ερωτήματα είναι αναπόφευκτα».
Πηγές:
- Ερευνητικό έγγραφο: Ενεργοποίηση της κατοίκησης του Άρη με πυριτική αερογέλη μέσω του φαινομένου θερμοκηπίου στερεάς κατάστασης
- Δελτίο Τύπου: Ένας υλικός τρόπος για να κάνει τον Άρη κατοικήσιμο
- Δελτίο Τύπου: Δεν είναι δυνατή η τερατοποίηση του Άρη χρησιμοποιώντας τη σύγχρονη τεχνολογία
- Βικιπαίδεια: Airgel
- Διαστημικό περιοδικό: Πρέπει να κάνουμε Terraform Mars;
