Жизнь на Марсе: как последние открытия приближают нас к скорому

Купола из аэрогеля: парники 80-го уровня, открытые учеными недавно

Перейдем сразу к самому последнему открытию. В июле 2019 года группа ученых провела простые лабораторные эксперименты, в ходе которых они поместили аналог марсианской почвы в камеру с разреженной атмосферой и марсианской температурой. Затем они осветили купола лампами, давая 150 ватт энергии на квадратный метр, ровно столько, сколько Солнце дает в среднем поверхности Марса.
Это оказалось удивительно: без малейшего внешнего нагрева поверхность марсианского грунта, покрытая сверху гелевым куполом, прогревалась чуть выше нуля.

Купол толщиной всего два сантиметра хорошо пропускает видимый свет, согревая им землю, но очень плохо пропускает ультрафиолетовое, инфракрасное излучение и тепло. Сырья для его производства (обыкновенный песок) на Марсе, как и на Земле, более чем достаточно.
Нагревание земли до 65 градусов простым прозрачным куполом кажется чудом, ведь снизу грунт не имеет специальной теплоизоляции и часть тепла все равно уходит в стороны. То есть это как накрыть промерзшую землю умело уложенной клеенкой — и тогда все происходит само собой.

Но особого чуда здесь нет. Аэрогели были открыты в 1931 году и, по сути, представляют собой обычный спиртовой гель, из которого весь спирт испаряется при нагревании, оставляя сеть каналов, заполненных воздухом. Его теплоизоляционные свойства при той же толщине до 7,5 раз выше, чем у пенопласта или минеральной ваты, при этом он практически прозрачен. Обычное жилище, сделанное из него и на Земле, будучи полностью прозрачным, не потребовало бы обогрева, за исключением долгой полярной ночи.
Любопытно, что на самом деле этот материал уже был протестирован на Марсе: американские марсоходы используют аэрогель, чтобы их внутренние инструменты не переохлаждались в марсианскую ночь, когда температура может упасть до -90 градусов.

Исследователи, которые предложили такие купола как способ когда-нибудь переместиться на Марс, отмечают, что купола из аэрогеля легко транспортировать на большие расстояния. К тому же эксперименты в наземных лабораториях уже показали, что даже помидоры полностью растут на аналоге марсианской почвы, там была бы нормальная температура. Также нет необходимости тратить на них много воды: ей некуда испариться из-под купола, то есть даже небольшое количество будет постоянно потребляться растениями «по кругу». Кстати, для подтверждения этих предложений авторы планируют перенести эксперименты в Антарктиду, в засушливые долины Мак-Мердо, которые по климату и недостатку воды чрезвычайно близки к Марсу.

Маск прав

Самый радикальный способ решения проблемы, как это часто бывает, предложил Илон Маск: бомбить полюса Марса термоядерными бомбами. Ожидается, что взрывы испарят углекислый газ, который составляет большую часть льда в полярных ледяных шапках этой планеты. СО2 создаст парниковый эффект, то есть от ядерных бомбардировок на четвертой планете будет серьезно и надолго нагреваться.
правда, в 2018 году исследование, спонсируемое НАСА, предлагало совершенно иную точку зрения: бомбить полюса бесполезно. И вообще, всего углекислого газа на Марсе недостаточно для создания атмосферы, достаточно плотной для серьезного потепления. По расчетам научной группы «Насов», после плавления полярных шапок углекислым газом давление может быть увеличено всего в 2,5 раза. Будет теплее, но температура по-прежнему антарктическая, а атмосфера в 60 раз тоньше нашей. Авторы произведения напрямую цитируют человека, точку зрения которого критикуют: Илона Маска. Но это его, похоже, нисколько не беспокоило.

Что нам могут рассказать камни на Марсе?

Цветные области на изображении — это области, в которых, по мнению ученых, марсоход сможет найти что-то интересное.

Стойкость была посеяна на месте, где раньше могло быть озеро (кратер «Езеро»). Область, отмеченная красным, была дельтой реки. И дело не в поиске воды, потому что она была найдена на Марсе очень давно.

25 июля 2018 года был выпущен научный отчет, в котором раскрыты подробности открытия подледникового марсианского озера, расположенного на глубине 1,5 км подо льдом южной полярной шапки.

В лабораторных условиях один из этих камней может рассказать нам много интересного о Марсе.

Вот почему обычные марсианские камни могут рассказать нам историю этой планеты в деталях, которые невозможно извлечь другим способом. Но чтобы исследования были точными и объективными, необходимо доставить образцы на Землю и изучить их в лабораторных условиях.

Именно так они поступили с лунным грунтом. Ученые до сих пор изучают это, то же самое, что СССР и США смогли достичь в прошлом веке. Благодаря ему мы добились невероятных успехов в изучении спутника Земли. То же самое необходимо сделать с Марсом, если человечество хочет когда-нибудь туда полететь.

Однако устройство для доставки груза на Землю будет отправлено на Марс в 2026 году, когда откроется следующее «окно». Чтобы отправить что-либо с Земли, обе планеты должны находиться в удобном положении, чтобы начать путешествие. Обычно это происходит каждые 780 дней.

Еще на Марсе можно найти каньон длиной в тысячи километров — и поселиться в нем

Марс имеет очень необычные особенности, которых нет на Земле. Одна из них — система каньонов Маринер-Вэлли длиной 4000 километров, самая длинная из известных в Солнечной системе. Его ширина до 200 километров, а глубина до 7 километров. Это означает, что атмосферное давление на дне каньонов в полтора раза выше, а климат здесь заметно теплее и влажнее, чем на остальной части планеты. Именно в одной части Маринерских долин космические аппараты фотографируют настоящие туманы из водяного пара (на фото ниже), а на склонах других мест — темные потоки на песке, и эти потоки подозрительно похожи на воду.
Часть Морской долины, известная как Лабиринт ночи
Все десять тысяч квадратных километров на фото покрыты утренним туманом, довольно редким для Марса явлением. Долины Маринера не везде широки — кое-где их ширина составляет всего несколько километров.

Давно предлагалось накрыть такие места стеклянным куполом, считая, что этого достаточно для сохранения тепла и формирования высокой локальной температуры. Купол из аэрогеля над такой областью с водой может привести к формированию относительно теплого местного климата с собственными осадками и водой. Такие места можно строить постепенно, и чем больше площадь, занимаемая соседними куполами, тем выше средняя температура (меньше теплопотери через стены). Так что, по сути, такое постепенное и «ползучее» терраформирование может занять очень большую площадь планеты.

Смогут ли когда-то земляне приспособить Марс для переселения

Исследования прошлого красной планеты, конечно, представляют значительный интерес для науки, но судя по космическим программам, развернутым в последние годы в нескольких странах, ее будущее еще более интересно.

Изменение климата, перенаселенность Земли и постепенное исчезновение ресурсов для жизни рано или поздно заставят человечество покинуть нашу планету. Правда, тогда поменяются тысячи поколений землян, научно-технический прогресс пойдет далеко и, возможно, не только Марс станет новым домом для людей. К этому человечество должно подготовиться заранее.

Космический корабль, запущенный в июле 2020 года для исследования планеты, не случаен. Это было в то время, когда Марс был ближе всего к Земле, и на его полет уходит меньше времени и топлива.

Американский космический корабль центра НАСА с марсоходом вот-вот приземлится в кратере Езеро, который, по мнению ученых, представляет собой высохшее дно озера. Робот, оснащенный самым современным оборудованием, должен будет собрать образцы, чтобы найти признаки древней жизни и определить, можно ли изменить красную планету, чтобы она стала пригодной для жизни людьми.

Китайское национальное космическое управление (CNSA) и Космический центр Мухаммеда бен Рашида в Дубае были отправлены на Марс с аналогичными миссиями.

Судя по последним событиям, главный вопрос, который сейчас задают ученые всего мира, — сможет ли красная планета действительно стать нашим новым домом и какие последствия могут ожидать земляне, если нам удастся колонизировать Марс.

Зачем люди вообще исследуют Марс?

Величайшее достижение всего человечества — это полет космонавтов на орбиту. Скоро это может случиться с Марсом.

Прежде всего, нам нужно решить проблемы нашей планеты. Глобальное потепление не дремлет, ресурсы на исходе. Из 7 миллиардов человек найдется несколько тысяч умов для обеих задач: спасения планеты и покорения космоса. Кроме того, опыт, полученный людьми в результате космических исследований, может быть применен к Земле.

Многие технологии в нашей повседневной жизни происходят из космической и военной промышленности.

Например, у ученых есть идеи по терраформированию Марса. Люди хотят попытаться переделать Красную планету, превратив ее в некую Землю с морями, реками и растениями.

Представьте себе, что некоторые принципы, которые мы узнаем из этого процесса, могут быть применены на нашей планете, чтобы спасти ее в какой-то момент или предостеречь от необратимых изменений в экосистеме.

Вот как может выглядеть колония на Марсе.

логично, что такие эксперименты правильнее было бы проводить на пустой планете. А создание баз для космонавтов на Марсе может помочь людям добывать полезные ископаемые для обеспечения комфортных условий на Земле, а также позволит строить космические корабли и стартовые площадки прямо на «красной планете».

В будущем это даст возможность изучать другие космические объекты. Но чтобы осуществить такие грандиозные проекты, необходимо исследовать Марс.

Константин Эдуардович имел в своем портфолио множество рисунков и описаний ракет с космическими кораблями.

И наша относительно спокойная жизнь на Земле тоже может закончиться.

Ужасные потрясения могут произойти в любое время (например, пандемии). В этом случае Марс может стать подушкой безопасности, на которой можно найти убежище в нужное время. А благодаря изучению марсианской почвы мы можем больше узнать о характеристиках этой планеты.

В целом у Марса есть все шансы стать площадкой для нового технологического скачка и прорыва в цивилизации. Это ступенька и дорога в будущее, которую необходимо изучать до каждой молекулы или песчинки.

Как сказал основоположник теоретической космонавтики в СССР Константин Эдуардович Циолковский: «Земля — ​​колыбель человечества, но жить в колыбели вечно нельзя».

Что не так с расчетами NASA и почему инакомыслящие ученые уже устроились в SpaceX?

Есть более простой способ глобального потепления Марса до температур Земли. Как отметила другая группа ученых, мы уже пробовали этот метод на Земле, невольно выбрасывая 37 миллиардов тонн углекислого газа в ее атмосферу и постепенно повышая температуру планеты. Этот путь — парниковый газ.
Конечно, на Марсе нет угля, который при сгорании может создать парниковый эффект. А CO2 — не самый эффективный парниковый газ. Есть гораздо лучшие кандидаты, из которых наиболее многообещающим является SF6. Его молекула состоит из атома серы, вокруг которого выступают шесть атомов фтора.

Благодаря своей «массе» молекула отлично улавливает как ультрафиолетовое, так и инфракрасное излучение, при этом хорошо пропускает видимый свет. По силе вызываемого парниковым эффектом он в 34 900 раз превосходит углекислый газ. То есть всего один миллион тонн этого вещества даст такой же парниковый эффект, как десятки миллиардов тонн CO2, выбрасываемых человечеством сегодня.
Темные полосы на песке удлиняются в теплое время года и сокращаются в холодное время года, поэтому некоторые ученые считают их мокрым песком из водных потоков у поверхности. Кроме того, газ SF6 очень живуч: время его жизни в атмосфере составляет от 800 до 3200 лет, в зависимости от внешних условий. Это означает, что вам не нужно беспокоиться о его распаде в марсианской атмосфере — однажды произведенный, он останется там надолго. Кроме того, газ безвреден для человека и всех живых организмов.

На Марсе он, собственно, весьма полезен, потому что улавливает УФ-лучи не хуже, чем озон, которого пока нет.
По расчетам, примерно через 100 лет закачка суперпарниковых газов такого типа может поднять температуру на планете на десятки градусов.
интересно отметить, что незадолго до этого при поддержке НАСА была проведена еще одна научная работа, описывающая именно такой сценарий: терраформирование Марса за счет более эффективных антропогенных парниковых газов. Одним из авторов этой работы была Марина Маринова, которая много работала в НАСА, а сегодня устроилась на работу в SpaceX.

Кроме того, сам Илон Маск назвал его соавтором, критикуя работу, в которой говорится об отсутствии CO2 на Марсе, что не позволяет ему превратиться в планету с температурой, близкой к Земле.
Важная особенность такого мощного парникового эффекта: после нагрева марсианской почвы содержащийся в ней СО2 должен выбрасываться в атмосферу, что еще больше увеличивает нагревание планеты.

Когда на самом деле Марс станет похож на Землю?

Хотя SF6 действительно может преобразовать всю планету, необходимо понимать, что этого не произойдет завтра. Согласно расчетам, для этого необходимо тратить миллиарды киловатт-часов в год — и тратить их на Марсе, производя такой же газ SF6 из богатой фтором почвы и серой почвы. То есть желающим терраформировать придется построить на планете целую атомную электростанцию ​​мощностью 500 мегаватт, автоматизированные производственные мощности, которые постоянно выбрасывают газ SF6 в атмосферу.

Через сто лет работы этот процесс даст ощутимые результаты. Ну или чуть быстрее при очень больших вложениях в создание фабрик.
Все это время людям, которые снабжают свой бизнес и изучают Марс, придется где-то жить. Очевидно, что лучшим решением для локального преобразования планеты в местах их заселения станут аэрогелевые купола. То есть при необходимости терраформирование пойдет сразу двумя способами: локальным — для нынешних поселенцев с помощью куполов — и глобальным — для планеты в целом.

Perseverance не будет на Марсе один

Дрон уже успешно запущен на высоту 5 метров.

Вместе с марсоходом на Марс был отправлен дрон Ingenuity. Более того, он даже не оснащен сенсорами от своих товарищей (кроме камеры). С его помощью ученым будет проще управлять марсоходом, заранее прогнозируя препятствия и изменения рельефа.

Дрон поможет избежать несчастных случаев и повысит эффективность, что, в свою очередь, сократит время, необходимое для доставки почвы на Землю.

Логичный вопрос: зачем этим заниматься и тратить баснословные деньги на изучение далеких планет, если на нашей есть чем заняться?

Как ни странно, ответ прямо пропорционален.

Будет ли реализована программа переселения добровольцев на Марс

Программа колонизации Марса под названием Mars One была разработана десять лет назад голландским предпринимателем Басом Лансдорпом. В 2010 году был объявлен набор волонтеров из разных стран, которые прошли предварительный отбор и приступили к обучению. Позже Бас Лансдорп, вложивший в этот проект все свои деньги, обанкротился, и работы были приостановлены.

Однако в последнее время интерес к такому проекту снова возрос, и теперь человечество возлагает основные надежды на НАСА и основателя SpaceX Илона Маска. В процессе создания и запуска космического корабля для изучения красной планеты он недавно объявил, что НАСА в настоящее время разрабатывает собственное решение для колонизации красной планеты, и вполне вероятно, что первая колония будет построена уже в 2028 году.

Илон Маск считает, что в настоящее время нет препятствий для создания поселения на Марсе, независимого от земных ресурсов, и для налаживания движения космических кораблей между Землей и Марсом.