Соңғы уақытта Марсты игеруге және ғарышкерлер мен қоныстанушыларға арналған базаларды орналастыруға қатысты көптеген жоспарлар бар. Бірақ егер адамдар шынымен де бір күні сонда өмір сүргісі келсе, Қызыл ғаламшарды мұқият терраформациялау керек болады. Бұл үшін не қажет? Адамзат әрқашан алыс жұлдыздарға ұшуды армандады, адамдар ғарыш кеңістігінде саяхаттағысы келді, басқа планеталарда өмір сүргісі келді. Соңғы кездері мұндай ұшулар мен адамдардың басқа планеталарға көшу перспективалары, зымырандардың жасалуы, ғарыштық экспедициялардың жоспарлануы туралы көп айтылып та, жазылып та жүр. Бүгін мен Марсты жаңа Жерге айналдыра аламыз ба, Қызыл ғаламшарды қалай терраформизациялауға болады және бұл негізінен мүмкін бе деген сұрақтарды қарастырғым келеді.
Сондай-ақ оқыңыз: Марсты отарлауымызға не кедергі болады?
Марста өмір бар ма?
Марс – соңғы кездері ғылыми жаңалықтар мен мақалалардың тақырыптарында жүрген ғаламшар. Марс - күн жүйесіндегі біз ең көп назар аударатын планета. Бұл оның Жерге өте жақын орналасқандығынан (басқа планеталармен салыстырғанда) ғана емес, сонымен қатар оны біздің планетаға біршама ұқсас ететін сипаттамаларға байланысты. Әрине, мүмкіндігінше өмірден, атмосферада оттегінен және планетаның бүкіл бетін жауып тұрған құмды дауылдардан айырылған аспан денесінде.
Соңғы бірнеше онжылдықта ғалымдар Марстың эволюциясы және оның бетіндегі жағдайлар туралы көп нәрсені білді, бұл олардың көзқарасын өзгертті. Бұл шарттар өте қолайлы емес. Марс қазіргі уақытта өте суық, құрғақ және қолайсыз планета болғанымен, ол әрқашан солай болмағанын қазір білеміз. Оның үстіне, ғалымдар Марс пен Жердің қазіргі күйінде де көп нәрсе ортақ екенін байқады. Ең алдымен, екі планетаның көлемі, осінің еңісі, құрылымы, құрамы және тіпті бетінде судың болуы ұқсас. Осы себепті және оның Жерге салыстырмалы жақындығына байланысты Марс болашақта адамдарды қоныстандыруға негізгі үміткер болып саналады. Бұл перспектива планетадағы жағдайларды адам қажеттіліктеріне сәйкес түрлендіру (терраформинг) мүмкін болған жағдайда мүмкін болады. Жоғарыда айтылған ұқсастықтарға қарамастан, Марстың адам өміріне қолайлы планетаға айналуы көптеген қиындықтар туғызады. Біріншіден, 96% көмірқышқыл газынан, 1,93% аргоннан және 1,89% азоттан, сондай-ақ оттегі мен су буының ізінен тұратын өте жұқа және дем алмайтын атмосфера бар.
Дегенмен, планетаның мөлшері мен құрамы туралы энциклопедиялық фактілерді айтудың орнына, Марстың өткеніне үңілу қызықтырақ, өйткені ол бір кездері Жерге әлдеқайда ұқсас болуы мүмкін. Кейбір ғалымдар Марс зондтары мен роверлер жинаған деректерге сүйене отырып, теңіз түріндегі су мен таяз су бір кездері Қызыл планетаның көп бөлігін жауып тұрған деп болжайды. Бірақ бұл шамамен 4 миллиард жыл бұрын болуы мүмкін. Содан бері көп нәрсе өзгерді, ғалымдар атмосфераның өзгеруі планетада судың жоғалуына әкелді деп санайды. Бір кездері Марс атмосферасы басқа құрамға ие болуы мүмкін және сұйық су мұхитын ұстап тұру үшін жеткілікті тығыз болған.
Сондай-ақ оқыңыз: Компьютерде бос орын. Астрономияға арналған ең жақсы 5 қолданба
Марс атмосферасы неге сонша өзгерді?
Марс бетінде байқалған алып құмды құрылымдардың Жерде ұқсас ештеңесі жоқ және тек Қызыл планетаға тән. Олар Марстың ежелгі атмосферасы туралы не айта алады? Ғалымдар олардың пайда болуына планетаның жұқа атмосферасында жүріп жатқан желдер мен дауылдардың бетіне әсер еткен деп болжайды. Олар 3,7 миллиард жыл бұрын қалыптаса бастаған және бүгінде біз зерттейтін тән төбелер мен тау жыныстарын жасайды.
Осылайша, бетінің құрылымын зерттеу Марс атмосферасының көп бөлігін жоғалтқан кезде анықтауға көмектеседі. Бірақ атмосфера қайда кетті? Бұл сұрақ ең алдымен ғалымдарды қызықтырады. Марс Жерден кіші болғандықтан, оның тартылыс күші әлсіз және бұл планетаның атмосферасын ұстауға жеткіліксіз болар еді. Күн радиациясы (яғни, Күннен ғарышқа ұшып бара жатқан бөлшектер) Марстың атмосферасының көп бөлігін алып тастауы мүмкін. Шындығында, Марс атмосферасы осы радиацияның әсерінен әлі де жұқаруды жалғастыруда.
Сондай-ақ оқыңыз: Ғалам: Ең ерекше ғарыш объектілері
Бірақ ол жерде әлі де су бар - кейде тіпті сұйық!
Марста су болған және бар! Марстың тот басқан жыныстары, соның арқасында оны «Қызыл планета» деп те атайды, суға толы өткенді көрсетеді. Марс терең аңғарлармен, құрғақ өзен арналарымен, көлдермен, жер бетінде су ағып жатқан ортада пайда болғандарға ұқсас тегіс тастар - малтатастармен жабылған. Ғалымдар Марстағы жылы және ылғалды кезең салыстырмалы түрде қысқа болды деп ұзақ уақыт бойы сенген, бірақ зерттеулер оның су жамылғысы бұрын ойлағаннан әлдеқайда ұзақ болуы мүмкін екенін көрсетеді. Марс орбитасынан алынған High Resolution Imaging Science Experiment (HiRISE) зонды деректер мен планета бетінің өте дәл суреттерін қамтамасыз етті, соның арқасында зерттеушілер 200-ден астам ежелгі өзен арналарының ерекшеліктерін талдады. Арналардың көлеміне, олардың пішініне және қоршаған жердің салыстырмалы жасына сүйене отырып, топ 3,8 және 2 миллиард жыл бұрын Марс бетінде су ағып жатқан деген қорытындыға келді.
Марс бетінде 2012 жылдан бері жұмыс істеп келе жатқан роверлердің бірі Curiosity бұрын Марста су болғанын дәлелдеді. Curiosity роверінен алынған деректерді пайдалана отырып, топ NASA Гейл кратерінде шөгінді жыныстардың шөгуіне себеп болған су екенін анықтады. Бұл шөгінді жыныстардың қабаттары кратердің ортасында орналасқан Өткір тау массивінің негізін құрады. Роверден алынған деректер шамамен 3,8 және 3,3 миллиард жыл бұрын бұл жерде көптеген ағындар мен көлдер болғанын көрсетеді, олардың шөгінділері бірте-бірте Шарп тауының төменгі қабаттарын құрады. Яғни, тау массивінің кем дегенде төменгі қабаттарының толтырылуы шамамен 500 миллион жыл уақыт аралығында болған.
Бұл зерттеулер ғалымдарға судың Марс бетінде сөзсіз болғанын айтуға негіз береді және Марстағы эволюциялық процестердің дамуы туралы өткен және қазіргі уақытта көптеген жаңа білімдер қосады. Бүгінгі таңда Марстағы су Марс топырағының жұқа қабатының астында мұз түрінде. Кейде температура рұқсат еткенде (Марста ол +20 градус Цельсийге дейін көтеріледі), мұз жергілікті түрде еріп, сұйық су тасты беткейлерден ағып кетеді.
Дегенмен ғалымдар Марста судың бар екендігі туралы фактілерді тексеруді жалғастырып жатқандарын айтады. Бұл мәселе бойынша әлі де біртұтас пікір жоқ. Негізгі мәселе - планетаның ылғалды және жылыдан шөлге және суыққа айналуының себептері қандай.
Сондай-ақ оқыңыз: 2021 жылғы ең маңызды және қызықты ғарыштық миссиялар
Марсты қалай терраформациялауға болады?
Бұл үшін идеялар тапшылығы жоқ. Марсты отаршылдар үшін өмір сүруге қолайлы ету туралы бірнеше ұсыныстар бар. Сонау 1964 жылы Дэндридж М.Коул Марста парниктік эффект құруды жақтады. Бұл, оның пікірінше, егер сіз аммиактан тұратын мұзды күн жүйесінің сыртқы бөлігінен жеткізіп, содан кейін оны бетіне лақтырсаңыз болады. Аммиак (NH3) қуатты парниктік газ болғандықтан, оның Марс атмосферасына енуі оны қоюлатып, жаһандық температураны арттырады. Аммиак негізінен азоттан тұратындықтан, ол атмосфераны буферлік газ деп аталатын газбен толтыра алады, ол оттегімен бірге адамның тыныс алуына қолайлы атмосфера жасайды.
Ұсынылған тағы бір әдіс альбедоды (планета бетіндегі жарықтың шағылысу қарқындылығын) азайтуды қамтиды, ол үшін Марс беті күн сәулесінің сіңірілуін арттыратын қараңғы материалдармен жабылуы керек. Бұл Фобос пен Деймостың (Марстың екі жартасты серігі және Күн жүйесіндегі ең қараңғы денелер) шаңынан бастап экстремалды қыналар мен қараңғы өсімдіктерге дейін кез келген нәрсе болуы мүмкін. Бұл шешімді ең қызу жақтаушылардың бірі атақты жазушы және ғалым Карл Саган болды.
1976 жылы NASA ресми түрде планеталық инженерия мәселесін қолға алды. Ғалымдар фотосинтездеуші организмдер, полярлық мұз қабаттарының еруі және атмосфераға парниктік газдардың бөлінуі оттегіге бай жылы атмосфераны құру үшін пайдаланылуы мүмкін екенін анықтады.
1993 жылы Марс қауымдастығының негізін қалаушы доктор Роберт Зубрин және NASA қызметкері Кристофер П.Маккей бірігіп «Марсты терраформациялаудың технологиялық талаптары» атты мақала жазды. Онда олар планетаның бетін тікелей қыздыру үшін орбитаға орналастырылған айналарды пайдалануды ұсынды. Полюстерге жақын орналасқан бұл айналар мұз қабатын ерітіп, жаһандық жылынуға ықпал етуі мүмкін. Сол мақалада олар күн жүйесінде жиналған астероидтарды жер бетіне соғып, шаңды көтеріп, атмосфераны қыздыру үшін қайта бағытталуы мүмкін деп сендірді. Барлық қажетті материалдарды орбитаға шығару үшін неліктен ядролық-электрлік немесе ядролық-термиялық зымырандарды пайдалану керек?
Соңғы ұсыныстар оттегін шығаратын цианобактериялар мен балдырлардың колониялары өмір сүретін жабық жылыжайларды құруды ұсынады. 2014 жылы NASA Techshot Inc. тұжырымдамасы бойынша жұмыстардың басталып кеткенін хабарлады.
Болашақта NASA экстремофильді фотосинтетикалық балдырлар мен цианобактериялардың шағын канистрлерін марс ортасында осы процесті сынау үшін ровердің бортына жібермекші. Миссия сәтті болса, NASA және Techshot адамзаттың Марсқа болашақ ұшуы үшін оттегі өндіру және жинау үшін бірнеше үлкен жылыжай салуға ниетті, бұл шығындарды азайтады және тасымалданатын оттегінің мөлшерін азайту арқылы миссияларды ұзартады.
Бұл жоспарлар қоршаған ортаны немесе планеталық инженерияны қамтымаса да, Евгений Боланд (Techshot Inc. бас ғалымы) бұл дұрыс бағыттағы қадам деп санайды. Сондай-ақ Марс бетінде (Илон Маск бір кездері осы тұжырымдаманың жақтаушысы болған) атом бомбаларын жару идеялары болды, ол күн сәулелерін жауып тастайтын және осылайша планетаны жылытатын шаңның үлкен мөлшерін тудырады.
Сондай-ақ оқыңыз: Табандылық пен Тапқырлық Марста не істейді?
Жаһандық жылыну: Марсты жылытуға бола ма?
Бақытымызға орай, немесе өкінішке орай, сіздің көзқарасыңызға байланысты, бізде адамдар планетаны жылытуда көп тәжірибеге ие. Бір ғасырдан астам көмірқышқыл газының шығарындылары біз қарапайым жылыжай механизмі арқылы Жер бетінің температурасын байқаусызда арттырдық. Біз көмірқышқыл газын шығарамыз, ол күн сәулесін жақсы өткізеді және жылу радиациясының кетуіне жол бермейді, сондықтан ол Жердегі үлкен көрінбейтін көрпе сияқты әрекет етеді. Жылудың жоғарылауы мұхит суының атмосфераға булануына ықпал етеді, осылайша ол басқа жабын қабатын алады, бұл температураны арттырады, бұл, өз кезегінде, одан да көп судың булануына және планета атмосферасының көбірек қызуына әкеледі.
Егер ол Жерде жұмыс істесе, Марста да жұмыс істейтін шығар. Марстың атмосферасы толығымен дерлік ғарышта жоғалып кетті, бірақ Қызыл планетада полярлық қақпақтарда және планетаның бетінің дәл астында су мұзының және мұздатылған көмірқышқыл газының үлкен қоры бар.
Егер адамдар қандай да бір жолмен полярлық қақпақтарды жылыта алса, ол жылыжай жылынуын тудыратын көмірқышқыл газын атмосфераға шығаруы мүмкін. Сонда бізге бар болғаны физиканың өз ісін жасап, Марсты әлдеқайда агрессивті орынға айналдыруын бақылап, ғасырлар бойы күту.
Өкінішке орай, бұл қарапайым идея жұмыс істемеуі мүмкін. Бірінші мәселе - жылыту технологиясын дамыту. Алып тіректерден бастап, жарықты, демек, жылуды көбірек шоғырландыратын үлкен ғарыш айнасын жасауға дейін талап етілетін конструкциялар адамзаттың қазіргі мүмкіндіктерінен әлдеқайда жоғары технология мен ғарыштағы өндірісте түбегейлі секірістерді қажет етеді. Мысалы, ғарыштық айна жағдайында бізге ғарышта шамамен 200 000 тонна алюминий алу керек еді, ал бүгін біз ғарышта нөл тонна алюминий өндіре аламыз.
Бірте-бірте жылыну үрдісін тудыратын Марста СО2 жеткіліксіз екенін түсіну қиынға соғады. Қазіргі уақытта Марстағы атмосфералық қысым Жердің атмосфералық қысымының бір пайызынан аспайды. Егер біз Марстағы әрбір CO2 және H2O молекуласын атмосфераға буландыра алатын болсақ, Қызыл планетадағы қысым Жердегі атмосфералық қысымның 2% құрайды.
Теріде тердің қайнап кетпеуі үшін атмосфералық қысым екі есе, ал адамға скафандр қажет болмас үшін он есе көп қажет еді. Ал біз оттегінің жетіспеушілігін айтып отырған жоқпыз.
Жеңіл қол жетімді парниктік газдардың жетіспеушілігі мәселесін шешу үшін бірнеше түбегейлі ұсыныстар бар. Мүмкін бұл үшін сіз шынымен агрессивті парниктік газдар болып табылатын хлорфторкөміртекті шығаратын өсімдіктерді пайдалана аласыз. Немесе сыртқы Күн жүйесінен аммиакқа бай кометаларды тарта аламыз. Аммиак тамаша парниктік газ болып табылады және сайып келгенде, атмосферамыздың көп бөлігін құрайтын зиянсыз азотқа ыдырайды.
Осы ұсыныстарға байланысты технологиялық қиындықтарды жеңе аламыз деп есептесек, бір үлкен кедергі қалады: магнит өрісінің болмауы. Егер біз Марсты магнит өрісімен қорғамасақ, атмосфераға енген әрбір молекула күн желімен ұшып кетеді.
Бұл оңай болмайды. Көптеген шығармашылық шешімдер бар. Біз күн желін бұру үшін ғарышта үлкен электромагнит құрастыра аламыз. Немесе Марсты асқын өткізгішпен қоршап, жасанды магнитосфера жасауға болар еді. Әрине, біз бұл шешімдердің кем дегенде біреуін жүзеге асырудан өте алыспыз. Сонымен, біз болашақта Марсты терраформациялап, оны қонақжай ете аламыз ба? Әрине, ғылыми тұрғыдан бұл мүмкін – бізде оған кедергі болатын физиканың іргелі заңдары жоқ...
Сондай-ақ оқыңыз: Қытай да ғарышты зерттеуге құштар. Сонда олардың жағдайы қалай?
Неге бұл ғалымдар?
Марсты терраформациялаудың одан да көп сценарийлері бар, бірақ үлкен сұрақ - біз неге бұл туралы шынымен ойлаймыз? Шытырман оқиғаның болашағынан және адамзат батыл ғарышты игеру дәуірін жаңғыртып жатыр деген идеядан басқа, Марстың терраформаға ұсынылуының бірнеше себептері бар. Біріншіден, адамзаттың Жер планетасына тигізетін әсері апатты салдарға әкеледі және біз ұзақ мерзімді перспективада аман қалу үшін «резервтік сайт» құруымыз керек деген қорқыныш бар. Ғылым мен техниканың дамуының кез келген адамға тигізетін тікелей пайдасын айтпағанда. Басқа себептер – біздің ресурстық базамызды кеңейту және ресурстардың сарқылуынан қорықпайтын өркениетке айналу мүмкіндігі. Марстағы колония Қызыл ғаламшарда пайдалы қазбалар мен су мұзы мол және оны пайдалануға болатын кен өндіруге мүмкіндік береді. Марстағы база астероид белдеуін пайдаланудың бастапқы нүктесі бола алады, бұл бізге пайдалы қазбалардың қажетті мөлшеріне қол жеткізуге мүмкіндік береді, олар мәңгіге дерлік мол болады.
Адамның ерік-жігері мен шынайы астрономиялық шығындар туралы айқын сұрақты былай қойғанда, мұндай әрекеттер адамзат бар болғанша жалғаса беретінін түсіну керек. NASA жоғарыда аталған 1976 жылғы мақаласында хабарлағандай: «Марстың Жердің экожүйесін қолдау қабілетіне іргелі, еңсерілмейтін шектеулер анықталған жоқ. Құрамында оттегі бар атмосфераның болмауы адамдардың Марста алдын ала әрекетсіз өмір сүруіне жол бермейді. Жер бетінің бар күшті ультракүлгін сәулеленуі қосымша күрделі кедергі болып табылады. Марста қолайлы оттегі бар атмосфераны құруға фотосинтетикалық организмдердің көмегімен қол жеткізуге болады. Дегенмен, мұндай атмосфераны құру үшін қажет уақыт тіпті... бірнеше миллион жыл болуы мүмкін».
Сонымен бірге ғалымдар марстың қатал ортасына арнайы бейімделген экстремофильді организмдерді құру, парниктік эффект жасау және полярлық мұз қабаттарын еріту арқылы бұл кезеңді күрт қысқартуға болады деп келіседі. Дегенмен, Марстың өзгеруіне қажет уақыт әлі де ғасырлар немесе мыңжылдықтар болуы мүмкін. Дегенмен, мүмкіндік туындаса, бұл процесті қазірден бастауға бізге ештеңе кедергі емес. Дайындық пен алдын ала жұмыстардың нәтижесінде пайда болатын ғылыми-технологиялық артықшылықтар орасан зор болуы мүмкін.
Сондай-ақ оқыңыз:
Мен барлығын Марсқа ұшуға шақырамын!
Марста жер телімдерінің бөлінуін күтіп отырмыз.