Люди давно мечтали изменить марсианский климат, чтобы сделать его пригодным для жизни. Однако дело мало продвигалось за пределы научной фантастики вплоть до 70-х годов, когда Карл Саган стал первым ученым, предложившим терраформирование Марса (изменение атмосферы и почв Красной планеты). В своей статье он предположил, что испарение полярных ледяных шапок увеличит атмосферу Марса, повысит температуру на планете благодаря парниковому эффекту, а также значительно увеличит вероятность появления жидкой воды.
Работа Сагана вдохновила других исследователей и футуристов серьезно отнестись к идее терраформирования. Основная проблема, которая беспокоила ученых, заключалась в том, достаточно ли на планете парниковых газов и воды, чтобы повысить его атмосферное давление до земного уровня?
В 2018 году исследователи из Университета Колорадо, Боулдера и Университета Северной Аризоны обнаружили, что даже при разработке всех марсианских источников, атмосферное давление повысится только на 7%, что намного меньше пригодного для жизни уровня.
Казалось, терраформирование Марса было несбыточной мечтой.
Однако сегодня у ученых из Гарвардского университета, Лаборатории реактивного движения НАСА и Эдинбургского университета появилась новая идея. Вместо того, чтобы пытаться изменить всю планету, надо попробовать изменить отдельный регион.
Исследователи предполагают, что некоторые районы Марса можно было бы сделать обитаемыми с помощью аэрогеля диоксида кремния, который имитирует атмосферный парниковый эффект Земли. Посредством моделирования и экспериментов исследователи выяснили, что экран над марсианской поверхностью из этого материала толщиной от двух до трех сантиметров может пропускать достаточное количество света для фотосинтеза, блокировать опасное ультрафиолетовое излучение и постоянно повышать температуру, при которой вода сможет оставаться жидкой.
«Такой региональный подход к тому, чтобы сделать Марс пригодным для обитания, гораздо более достижим, чем глобальное изменение атмосферы», - рассказал один из исследователей Робин Вордсворт. «В отличие от предыдущих идей сделать Марс пригодным для жилья, новое предложение можно систематически дорабатывать и тестировать с использованием материалов и технологий, которые у нас уже есть», - добавил он.
На эту идею ученых вдохновило явление, которое, на самом деле, уже происходит на Марсе.
В отличие от полярных ледяных шапок Земли, состоящих из замерзшей воды, полярные ледяные шапки на Марсе представляют собой сочетание водяного льда и замерзшего CO2. Как и его газообразная форма, ледяной CO2 позволяет солнечному свету проникать, но удерживает тепло. Летом этот парниковый эффект создает очаги потепления под марсианским льдом.
«Мы начали размышлять об этом парниковом эффекте и о том, как его можно использовать для создания обитаемой среды на Марсе в будущем», - сказал Вордсворт, отметив, что ученые начали перебирать все материалы с минимальной теплопроводностью, но способные при этом пропускать как можно больше света.
В результате исследователи пришли к выводу, что лучшего всего для этого подойдет кремниевый аэрогель, обладающий максимальной изоляцией.
Аэрогели на основе диоксида кремния имеют пористую структуру, которая позволяет свету проникать сквозь материал, но под воздействием ИК-излучения нанослои диоксида кремния соединяются, значительно снижая теплопроводность. Сегодня эти аэрогели используются в нескольких инженерных разработках, в том числе в исследовательских марсоходах НАСА.
«Аэрогель диоксида кремния является перспективным материалом, потому что его эффект пассивен. Он не требует большого количества энергии или ухода за деталями, чтобы поддерживать тепло в определенном районе в течение длительных периодов времени», - пояснили специалисты.
Используя моделирование и эксперименты, имитирующие марсианскую поверхность, исследователи продемонстрировали, что тонкий слой этого материала увеличивает средние температуры в средних широтах на Марсе до температур, подобных земным.
Следующим шагом станет испытание аэрогеля диоксида кремния в условиях, похожих на марсианские, для чего ученые разместят свое оборудование в Антарктиде и засушливых долинах Чили.
Материал подготовила Татьяна Артюхова
Свежие комментарии