Naukowcy sądzą, że znaleźli materiał, który pozwoli uczynić z Marsa planetę nadającą się do zamieszkania przez ludzi. Badacze sugerują, że arkusze z aerożelu krzemionkowego naśladowałyby ziemski efekt cieplarniany lokalnie ogrzewając Czerwoną Planetę. Dodatkowo chroniłyby przed szkodliwym promieniowaniem i przepuszczały wystarczającą ilość światła potrzebną roślinom do fotosyntezy.

Ludzie od dawna marzą o ukształtowaniu marsjańskiego klimatu tak, aby mógł on pozwalać na zamieszkanie tam ludzi. Carl Sagan jako pierwszy – poza pisarzami science fiction – zaproponował terraformowanie Czerwonej Planety. W publikacji z 1971 roku Sagan zasugerował, że odparowanie polarnych czap lodowych mogłoby zagęścić atmosferę. Poza wodą znajduje się tam zmrożony dwutlenek węgla, czyli gaz cieplarniany, który zatrzymuje wypromieniowywanie ciepła. To podniosłoby temperatury na Marsie, dzięki czemu można by utrzymać wodę w stanie ciekłym przez długi czas.

Praca Sagana zainspirowała innych badaczy i futurystów do poważnego potraktowania idei terraformowania Marsa. Kluczowym pytaniem było: czy na Marsie jest wystarczająco dużo gazów cieplarnianych i wody, aby zwiększyć ciśnienie atmosferyczne do poziomów podobnych do Ziemi?

W 2018 roku para finansowanych przez NASA naukowców z University of Colorado, Boulder i Northern Arizona University odkryła, że przetworzenie wszystkich dostępnych na Marsie źródeł zwiększyłoby jedynie ciśnienie atmosferyczne do około 7 procent ciśnienia ziemskiego, co jest stanowczo za mało, by uczynić planetę nadającą się do zamieszkania. Wyglądało na to, że terraformowanie Marsa to niewykonalne marzenie.

Teraz naukowcy z Harvard University, NASA Jet Propulsion Laboratory i University of Edinburgh mają nowy pomysł. Zamiast próbować zmienić całą planetę należy zastosować podejście regionalne.

W publikacji, która ukazała się na łamach „Nature Astronomy” uczeni sugeruję, że niektóre obszary powierzchni Marsa mogą być przystosowane do zamieszkania dzięki materiałowi zwanemu aerożelem krzemionkowym. Materiał ten naśladuje atmosferyczny efekt cieplarniany Ziemi. Dzięki modelowaniu i eksperymentom naukowcy wykazali, że osłona aerożelu krzemionkowego o grubości od dwóch do trzech centymetrów może przekazywać wystarczającą ilość światła widzialnego do fotosyntezy, blokować niebezpieczne promieniowanie ultrafioletowe i stale podnosić temperaturę. Wszystko bez potrzeby innego źródła ciepła.

– To regionalne podejście do uczynienia Marsa zdatnym do zamieszkania jest znacznie bardziej osiągalne niż globalna modyfikacja atmosfery – powiedział Robin Wordsworth z Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences. – W przeciwieństwie do poprzednich pomysłów, jest to coś, co można rozwijać i systematycznie testować za pomocą materiałów i technologii, które już posiadamy – dodał.

– Mars jest najbardziej nadającą się do zamieszkania planetą w naszym Układzie Słonecznym oprócz Ziemi – przyznała Laura Kerber z NASA Jet Propulsion Laboratory. – Mimo to nadal pozostaje wrogim światem dla wielu rodzajów życia. System tworzenia małych wysp, gdzie istniałyby warunki nadające się do życia, pozwoliłby nam przekształcić Marsa w kontrolowany i skalowalny sposób – dodała.

Badacze przyznali, że tak jak Sagana, zainspirowały ich lodowe czapy na biegunach planety. W przeciwieństwie do polarnych czap lodowych Ziemi, które składają się z zamarzniętej wody, polarne czapy lodowe na Marsie są kombinacją lodu wodnego i zamrożonego CO2. Podobnie jak jego forma gazowa, zamrożony CO2 umożliwia przenikanie światła słonecznego, ale zatrzymuje ciepło. Podczas marsjańskiego lata ten efekt tworzy kieszenie ocieplenia pod lodem.

– Zaczęliśmy myśleć o tym efekcie cieplarnianym i o tym, w jaki sposób można go wykorzystać do tworzenia środowisk mieszkalnych na Marsie w przyszłości – powiedział Wordsworth. – Zaczęliśmy zastanawiać się, jakiego rodzaju materiały mogą zminimalizować przewodność cieplną, ale nadal transmitować jak najwięcej światła – dodał.

Tak wpadli na aerożel krzemionkowy, jeden z najbardziej izolujących materiałów, jakie kiedykolwiek zostały stworzone. Aerożele krzemionkowe są w 97 procentach porowate, co oznacza, że światło przenika przez materiał, ale znacznie spowolnione jest przewodzenie ciepła. Aerożele te są obecnie wykorzystywane w wielu aplikacjach inżynieryjnych. Wykorzystano je także w łazikach Spirit i Opportunity.

– Aerożel krzemionkowy jest obiecującym materiałem, ponieważ jego działanie jest pasywne. Nie wymaga dużych ilości energii ani konserwacji ruchomych części, aby utrzymać ciepło przez długi czas – wyjaśniła Kerber.

Wykorzystując modelowanie i eksperymenty przeprowadzane w środowiskach naśladujących powierzchnię Marsa, naukowcy wykazali, że cienka warstwa tego materiału zwiększyłaby średnie temperatury w strefie umiarkowanych szerokości geograficznych do temperatur podobnych do tych panujących na Ziemi.

Badacze sugerują, że to właśnie ten materiał należy wykorzystać do ewentualnej budowy kopuł mieszkalnych czy biosfer na powierzchni Marsa. – Nie potrzeba żadnej innej technologii ani fizyki, wystarczyłaby warstwa tego materiału – powiedział Wordsworth.

Teraz zespół naukowców zamierza przetestować materiał w środowiskach podobnych do Marsa na Ziemi, takich jak suche doliny Antarktydy lub Chile.

Jednak nadal pozostają problemy, o których naukowcy nie wspomnieli w publikacji. Jak chociażby fakt, że aerożele są bardzo kruche i słabo odporne na uderzenie. Brak gęstej atmosfery na planecie nie zatrzyma nawet najmniejszych meteoroidów.

 

 

 

Źródło: Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences, ESO, DziennikNaukowy