U posljednje vrijeme postoji mnogo planova u vezi s razvojem Marsa i postavljanjem baza za astronaute i naseljenike. Ali ako ljudi zaista žele da tamo žive jednog dana, Crvena planeta će morati da bude temeljno teraformisana. Šta je potrebno za ovo? Čovječanstvo je oduvijek sanjalo o letenju do dalekih zvijezda, ljudi su željeli putovati u svemir, živjeti na drugim planetama. U posljednje vrijeme se mnogo priča i piše o ovakvim letovima i perspektivama migracije ljudi na druge planete, grade se rakete, planiraju svemirske ekspedicije. Danas bih želeo da razmislim da li ćemo uspeti da pretvorimo Mars u novu Zemlju, kako teraformisati Crvenu planetu i da li je to u principu moguće.
Pročitajte također: Šta nas može spriječiti da koloniziramo Mars?
Ima li života na Marsu?
Mars je planeta koja je u posljednje vrijeme u naslovima naučnih vijesti i članaka. Mars je definitivno planeta u Sunčevom sistemu kojoj posvećujemo najviše pažnje. To nije samo zato što je prilično blizu Zemlji (u poređenju sa drugim planetama), već i zbog karakteristika koje ga čine donekle sličnom našoj planeti. Naravno, koliko je to moguće na nebeskom tijelu lišenom života, kisiku u atmosferi i na kojem bjesne pješčane oluje koje prekrivaju cijelu površinu planete.
Tokom proteklih nekoliko decenija, naučnici su naučili mnogo o evoluciji Marsa i uslovima na njegovoj površini, što je promenilo njihovu perspektivu. Dok ovi uslovi nisu baš povoljni. Sada znamo da iako je Mars trenutno veoma hladna, suva i negostoljubiva planeta, nije uvek bilo tako. Štaviše, naučnici su primijetili da čak iu svom sadašnjem obliku, Mars i Zemlja imaju mnogo toga zajedničkog. Prije svega, dvije planete su slične po veličini, nagibu ose, strukturi, sastavu, pa čak i prisutnosti vode na njihovoj površini. Iz tog razloga i zbog svoje relativne blizine Zemlji, Mars se smatra glavnim kandidatom za ljudska naselja u budućnosti. Ova perspektiva će biti moguća ako je moguće transformisati uslove na planeti u skladu sa ljudskim potrebama (teraformiranje). Unatoč spomenutim sličnostima, transformacija Marsa u planet pogodniji za ljudski život će izazvati mnoge poteškoće. Prvo, postoji vrlo tanka i neprozračna atmosfera, koja se sastoji od 96% ugljičnog dioksida, 1,93% argona i 1,89% dušika, kao i tragova kisika i vodene pare.
Međutim, umjesto recitiranja enciklopedijskih činjenica o veličini i sastavu planete, zanimljivije je pogledati prošlost Marsa, jer je nekada bio mnogo sličniji Zemlji. Neki naučnici, na osnovu podataka koje su prikupile Marsove sonde i roveri, sugerišu da je voda u obliku mora i plitke vode nekada pokrivala veći deo Crvene planete. Ali to je vjerovatno bilo prije oko 4 milijarde godina. Od tada se mnogo toga promijenilo, a naučnici vjeruju da je promjena u atmosferi dovela do nestanka vode na planeti. Nekada davno, atmosfera Marsa je možda imala drugačiji sastav i vjerovatno je bila dovoljno gusta da podrži okean tekuće vode.
Pročitajte također: Prostor na vašem računaru. 5 najboljih astronomskih aplikacija
Zašto se atmosfera na Marsu toliko promijenila?
Džinovske pješčane strukture uočene na površini Marsa nemaju ništa slično na Zemlji i jedinstvene su za Crvenu planetu. Šta nam oni mogu reći o drevnoj atmosferi Marsa? Naučnici pretpostavljaju da je njihovo formiranje uzrokovano udarom na površinu vjetrova i uragana koji bjesne u tankoj atmosferi planete. Oni stvaraju karakteristične dine i stijene koje su se počele formirati prije 3,7 milijardi godina, a koje proučavamo danas.
Stoga, proučavanje strukture površine može pomoći da se utvrdi kada je Mars izgubio većinu svoje atmosfere. Ali gde je nestala atmosfera? Ovo pitanje prvenstveno zanima naučnike. Pošto je Mars manji od Zemlje, njegova gravitaciona sila je slabija i verovatno ne bi bila dovoljna da zadrži atmosferu planete. Sunčevo zračenje (odnosno čestice koje lete u svemir sa Sunca) je vjerovatno oduzelo Marsu veći dio atmosfere. Zapravo, atmosfera Marsa se i dalje razrjeđuje pod utjecajem ovog zračenja.
Pročitajte također: Univerzum: Najneobičniji svemirski objekti
Ali tamo još uvijek ima vode - ponekad čak i tečne!
Na Marsu je bilo i ima vode! Stene Marsa zarđale boje, zbog kojih ga nazivaju i "Crvena planeta", svedoče o prošlosti punoj vode. Mars je prekriven dubokim dolinama, suvim koritima rijeka, jezerima, glatkim kamenjem - šljunkom, sličnim onima nastalim na Zemlji u okruženju gdje teče voda. Naučnici su dugo vjerovali da je topli i vlažan period na Marsu bio relativno kratak, ali studije pokazuju da je njegov vodeni pokrivač tamo mogao postojati mnogo duže nego što se mislilo. Sonda High Resolution Imaging Science Experiment (HiRISE) sa orbite Marsa pružila je podatke i izuzetno precizne slike površine planete, zahvaljujući kojima su istraživači analizirali karakteristike više od 200 drevnih riječnih korita. Na osnovu veličine kanala, njihovog oblika i relativne starosti okolnog terena, tim je zaključio da je voda tekla preko površine Marsa prije između 3,8 i 2 milijarde godina.
Jedan od rovera koji su na površini Marsa od 2012. godine, Curiosity, već je pružio dokaze da je Mars nekada imao vodu. Koristeći podatke sa rovera Curiosity, tim NASA utvrdio da je voda uzrokovala taloženje sedimentnih stijena u krateru Gale. Slojevi ovih sedimentnih stijena činili su osnovu planinskog masiva Sharp, koji se nalazi u središtu kratera. Podaci dobijeni s rovera sugeriraju da su prije otprilike 3,8 i 3,3 milijarde godina na ovoj lokaciji postojali brojni potoci i jezera, čiji su sedimenti postepeno formirali niže slojeve planine Sharp. Odnosno, punjenje najmanje nižih slojeva planinskog masiva dogodilo se u periodu od oko 500 miliona godina.
Ova istraživanja daju razlog naučnicima da kažu da je voda definitivno postojala na površini Marsa, i dodaju mnoga nova saznanja o razvoju evolucionih procesa na Marsu, kako u prošlosti tako i u sadašnjosti. Danas je voda na Marsu u obliku leda ispod tankog sloja marsovskog tla. Ponekad, kada temperatura dozvoljava (dešava se da na Marsu poraste i do +20 stepeni Celzijusa), led se lokalno topi i tečna voda teče niz kamenite padine.
Međutim, naučnici kažu da nastavljaju da provjeravaju činjenice o postojanju vode na Marsu. Još uvijek nema jedinstvenog mišljenja o ovom pitanju. Glavno je pitanje koji su razlozi transformacije planete od vlažne i prilično tople do pustinjske i hladne.
Pročitajte također: Najvažnije i najzanimljivije svemirske misije u 2021
Kako se Mars može terraformirati?
Ideja za ovo ne nedostaje. Postoji nekoliko prijedloga kako učiniti Mars pogodnim za stanovanje za ljudske koloniste. Davne 1964. Dandridge M. Cole zagovarao je stvaranje efekta staklene bašte na Marsu. To se, po njegovom mišljenju, može učiniti ako isporučite led koji se sastoji od amonijaka iz vanjskog dijela Sunčevog sistema, a zatim ga bacite na površinu. Pošto je amonijak (NH3) moćan gas staklene bašte, njegov ulazak u atmosferu Marsa će ga zgusnuti i povećati globalnu temperaturu. Budući da se amonijak sastoji uglavnom od dušika, on također može ispuniti atmosferu takozvanim puferskim plinom, koji će u kombinaciji s kisikom stvoriti atmosferu pogodnu za ljudsko disanje.
Druga predložena metoda uključuje smanjenje albeda (intenziteta refleksije svjetlosti od površine planete), za što površina Marsa mora biti prekrivena tamnim materijalima koji će povećati apsorpciju sunčeve svjetlosti. To može biti bilo šta, od prašine Fobosa i Deimosa (dva kamenita mjeseca Marsa i najmračnija tijela u Sunčevom sistemu) do ekstremnih lišajeva i tamnih biljaka. Jedan od najvatrenijih pristalica ove odluke bio je poznati pisac i naučnik Carl Sagan.
Godine 1976. NASA je zvanično preuzela pitanje planetarnog inženjeringa. Naučnici su otkrili da se fotosintetski organizmi, otapanje polarnih ledenih kapa i oslobađanje stakleničkih plinova u atmosferu mogu koristiti za stvaranje toplije atmosfere bogate kisikom.
Godine 1993., osnivač zajednice Marsa, dr Robert Zubrin, i Christopher P. McKay iz NASA-e zajedno su napisali rad "Tehnološki zahtjevi za terraformiranje Marsa". U njemu su predložili korištenje ogledala postavljenih u orbiti planete za direktno zagrijavanje njene površine. Smještena u blizini polova, ova ogledala bi mogla otopiti ledeni pokrivač i doprinijeti globalnom zagrijavanju. U istom radu su tvrdili da se asteroidi prikupljeni u Sunčevom sistemu mogu preusmjeriti da udare u površinu, dižući prašinu i zagrijavajući atmosferu. Zašto trebate koristiti nuklearno-električne ili nuklearno-termalne rakete za lansiranje svih potrebnih materijala u orbitu.
Noviji prijedlozi sugeriraju stvaranje zatvorenih staklenika u kojima će živjeti kolonije cijanobakterija i algi koje proizvode kisik. Godine 2014. NASA Techshot Inc. izvijestio je da je rad na takvom konceptu već počeo.
U budućnosti, NASA namjerava poslati male kanistere ekstremofilnih fotosintetskih algi i cijanobakterija na rover kako bi testirali ovaj proces u okolini Marsa. Ako misija bude uspješna, NASA i Techshot namjeravaju izgraditi nekoliko velikih staklenika za proizvodnju i prikupljanje kisika za buduće letove ljudi na Mars, što će smanjiti troškove i produžiti misije smanjenjem količine kisika koji se mora transportirati.
Iako ovi planovi ne uključuju ekološki ili planetarni inženjering, Eugene Boland (glavni naučnik u Techshot Inc.) vjeruje da je ovo korak u pravom smjeru. Postojale su i ideje da se na površini Marsa detoniraju atomske bombe (Elon Musk je svojevremeno bio zagovornik ovog koncepta), koje bi stvorile ogromnu količinu prašine koja bi blokirala sunčeve zrake i tako zagrijala planetu.
Pročitajte također: Šta će upornost i domišljatost učiniti na Marsu?
Globalno zagrijavanje: može li se Mars zagrijati?
Na sreću, ili nažalost, ovisno o vašoj perspektivi, mi ljudi imamo dosta iskustva u zagrijavanju planete. Preko jednog stoljeća emisije ugljičnog dioksida, nenamjerno smo povećali temperaturu Zemljine površine kroz jednostavan mehanizam staklene bašte. Emitujemo ugljični dioksid, koji je zaista dobar u propuštanju sunčeve svjetlosti i sprječavanju izlaska toplotnog zračenja, tako da djeluje poput ogromnog nevidljivog pokrivača na Zemlji. Povećana toplota doprinosi isparavanju okeanske vode u atmosferu, koja na taj način dobija još jedan pokrivni sloj, što povećava temperaturu, što, zauzvrat, dovodi do isparavanja još veće količine vode i većeg zagrevanja atmosfere planete.
Ako radi na Zemlji, možda će i na Marsu. Atmosfera Marsa je gotovo potpuno nestala u svemiru, ali Crvena planeta ima ogromne rezerve vodenog leda i smrznutog ugljičnog dioksida u polarnim kapama i neposredno ispod površine planete.
Ako bi ljudi mogli nekako zagrijati polarne kape, mogli bi ispustiti dovoljno ugljičnog dioksida u atmosferu da izazove zagrijavanje staklenika. Sve što bismo tada trebali da uradimo je da idemo i gledamo i čekamo vekovima da fizika učini svoje i učini Mars mnogo manje agresivnim mestom.
Nažalost, ova jednostavna ideja vjerovatno neće uspjeti. Prvi problem je razvoj tehnologije grijanja. Dizajni potrebni da se to učini, od ogromnih stubova do stvaranja ogromnog svemirskog ogledala koje bi fokusiralo više svjetla, a time i topline, zahtijevaju radikalne skokove u tehnologiji i proizvodnji u svemiru, daleko iznad trenutnih mogućnosti čovječanstva. U slučaju svemirskog ogledala, na primer, trebalo bi da izvučemo oko 200 tona aluminijuma negde u svemiru, dok smo danas u mogućnosti da izvučemo... pa, nula tona aluminijuma u svemiru.
Postepeno dolazi do bolne spoznaje da na Marsu nema dovoljno CO2 da izazove trend zagrijavanja. Trenutno atmosferski pritisak na Marsu ne prelazi jedan procenat Zemljinog atmosferskog pritiska. Kada bismo mogli da isparimo svaki molekul CO2 i H2O na Marsu u atmosferu, pritisak na Crvenoj planeti bio bi... 2% atmosferskog pritiska na Zemlji.
Bilo bi potrebno dvostruko veći atmosferski pritisak da se spriječi da znoj proključa na koži, a deset puta više da spriječi osobu da zatreba svemirsko odijelo. I ne govorimo o nedostatku kiseonika.
Da bi se riješio problem nedostatka lako dostupnih stakleničkih plinova, postoji nekoliko radikalnih prijedloga. Možda za to možete koristiti biljke koje emituju hlorofluorougljike, koji su zaista agresivni staklenički plinovi. Ili bismo mogli privući neke komete bogate amonijakom iz vanjskog Sunčevog sistema. Amonijak je odličan staklenički plin i na kraju se raspada u bezopasni dušik, koji čini većinu naše atmosfere.
Pod pretpostavkom da možemo prevladati tehnološke izazove povezane s ovim prijedlozima, ostaje jedna kolosalna prepreka: odsustvo magnetnog polja. Ako ne zaštitimo Mars magnetnim poljem, svaki molekul koji uđe u atmosferu odnijet će solarni vjetar.
Neće biti lako. Postoji mnogo kreativnih rješenja. Možda bismo mogli da napravimo ogroman elektromagnet u svemiru da odbije solarni vetar. Ili bi bilo moguće opasati Mars supravodičem i stvoriti umjetnu magnetosferu. Naravno, daleko smo od implementacije barem jednog od ovih rješenja. Dakle, hoćemo li ikada moći terraformirati Mars u budućnosti i učiniti ga gostoljubivijim? Naravno, sa naučne tačke gledišta to je moguće - nemamo fundamentalne zakone fizike koji to sprečavaju...
Pročitajte također: Kina je takođe željna istraživanja svemira. Pa kako im ide?
Čemu svi ovi naučnici?
Postoji još više scenarija za terraformiranje Marsa, ali veliko je pitanje zašto zaista razmišljamo o tome? Osim mogućnosti avanture i ideje da čovječanstvo oživljava eru hrabrog istraživanja svemira, postoji nekoliko razloga zašto se Mars predlaže za teraformaciju. Prvo, postoji strah da će uticaj čovečanstva na planetu Zemlju imati katastrofalne posledice i da ćemo morati da napravimo „rezervnu lokaciju“ ako želimo da preživimo na duge staze. Da ne spominjemo direktne koristi koje razvoj nauke i tehnologije može donijeti svima. Drugi razlozi su mogućnost da proširimo našu bazu resursa i postanemo civilizacija koja ne mora strahovati od iscrpljivanja resursa. Kolonija na Marsu omogućit će rudarenje na Crvenoj planeti, gdje su minerali i vodeni led u izobilju i mogu se koristiti. Baza na Marsu bi također mogla poslužiti kao polazna tačka za korištenje asteroidnog pojasa, koji bi nam omogućio pristup pravoj količini minerala da ih imamo u izobilju gotovo zauvijek.
Ostavljajući po strani očigledno pitanje ljudske volje i istinski astronomskih troškova, potrebno je shvatiti da će se takvi pokušaji nastaviti sve dok postoji čovječanstvo. Kao što je NASA objavila u gore pomenutom radu iz 1976. godine: „Nisu identifikovane nikakve fundamentalne, nepremostive granice Marsove sposobnosti da podrži Zemljin ekosistem. Nedostatak atmosfere koja sadrži kisik spriječio bi ljude da žive na Marsu bez prethodne akcije. Dodatna ozbiljna prepreka je postojeće jako ultraljubičasto zračenje površine. Stvaranje prikladne atmosfere koja sadrži kisik na Marsu može se postići uz pomoć fotosintetskih organizama. Međutim, vrijeme potrebno za stvaranje takve atmosfere može biti čak... nekoliko miliona godina."
Istovremeno, naučnici se slažu da se ovaj period može drastično skratiti stvaranjem ekstremofilnih organizama posebno prilagođenih surovom okruženju Marsa, stvaranjem efekta staklene bašte i topljenjem polarnih ledenih kapa. Međutim, vrijeme potrebno da se Mars transformiše vjerovatno će i dalje trajati stoljećima ili milenijumima. Međutim, ništa nas ne sprečava da sada, ako se za to ukaže prilika, započnemo ovaj proces. Naučne i tehnološke koristi, koje će se pojaviti kao rezultat pripreme i preliminarnih radova, mogu biti ogromne.
Pročitajte također:
Pozivam sve da lete na Mars!
Čekamo da se podijele parcele na Marsu.