- 28,543
- 46
- 8 Ноя 2022
Сколько времени нужно, чтобы превратить его во вторую Землю: учёные впервые назвали реальный срок.
<div class="articl-text-cover" style="position:relative;width:100%;max-width:800px;margin-left:auto;margin-right:auto;aspect-ratio:1200/676;margin-bottom:2rem;overflow:hidden">
<div itemprop="articleBody">Марс десятилетиями служил удобной площадкой для фантазий о втором доме человечества. Красную планету предлагали нагреть, наполнить кислородом, покрыть лесами и океанами, но почти все подобные проекты упирались в технологии, которых ещё не существовало. Теперь исследователи считают , что терраформирование стоит перевести из области научной фантастики в полноценную научную программу, пусть до первых реальных попыток пройдут десятилетия или даже века.
Под терраформированием понимают глубокую перестройку другой планеты или спутника под земные формы жизни. Для Марса потребовалось бы изменить атмосферу, повысить температуру, растопить запасы льда, создать устойчивые водоёмы и постепенно насытить воздух кислородом. Ни один из этапов пока нельзя выполнить в нужном масштабе, однако новые ракеты, синтетическая биология и более точные климатические модели уже позволяют обсуждать не только физическую возможность проекта, но и конкретную последовательность действий.
Авторы программы предлагают начать не с перечня доступных приборов, а с образа пригодного для жизни Марса. Исследователи мысленно описывают конечный результат, а затем двигаются назад и определяют, какие промежуточные условия понадобятся для его достижения. Подобный подход сразу показывает, где лежат главные технические разрывы и какие эксперименты можно проводить уже сейчас.
Первым шагом должно стать потепление. Среднюю температуру Марса потребуется поднять на несколько десятков градусов, причём желательно за сравнительно короткий по планетарным меркам срок. Для нагрева предлагают использовать искусственные аэрозоли или мощные парниковые газы, которые задерживали бы тепло в атмосфере.
Исследователи оценивают необходимое повышение примерно в 30°C. После подобного изменения часть замёрзшей воды могла бы перейти в жидкое состояние. По расчётам, марсианских запасов льда хватило бы для океана площадью почти четыре миллиона квадратных километров и средней глубиной около 300 метров.
Появление жидкой воды ещё не превратит Марс в пригодный для жизни мир. Планета останется холодной, разреженная атмосфера не защитит поверхность от радиации, а большинство земных организмов погибнет почти сразу. Поэтому следующий этап связывают не с растениями и животными, а с микроорганизмами, способными выдерживать экстремальные условия.
Основой могут стать экстремофилы, которые на Земле живут при сильном холоде, высоком уровне излучения, недостатке влаги и низком давлении. Синтетическая биология позволяет объединить полезные свойства разных микроорганизмов и создать штаммы, приспособленные к марсианской среде.
Микробы могли бы распространяться по влажным участкам тонкими слоями, похожими на водорослевые маты. При достаточном нагреве и наличии воды подобные колонии способны покрывать большие площади уже через несколько десятилетий. Во время фотосинтеза организмы начали бы поглощать углекислый газ и выделять кислород, медленно меняя состав атмосферы.
Главная проблема связана со скоростью. Даже устойчивые микробные сообщества не смогут быстро наполнить планету пригодным для дыхания воздухом. Естественное накопление кислорода займёт около тысячи лет, а при менее благоприятных условиях процесс растянется ещё дольше.
Первые пригодные для человека зоны, вероятно, появятся внутри огромных герметичных сооружений. Исследователи описывают купола высотой около 100 метров, где можно поддерживать нужное давление, температуру и состав воздуха. Кислород внутри будут получать с помощью фотосинтеза или электролиза воды, при котором электрический ток разделяет молекулы на водород и кислород.
Купола смогут стать не только жильём, но и питомниками для первых марсианских экосистем. В защищённой среде растения и микроорганизмы получат время на адаптацию, а инженеры проверят, как замкнутые системы ведут себя на протяжении многих лет. Позже наиболее выносливые виды можно будет постепенно переносить за пределы сооружений.
Подобная схема предполагает очень медленный переход от отдельных обитаемых зон к более широкому преобразованию планеты. Сначала люди смогут жить только внутри герметичных комплексов. Затем вокруг них появятся участки с жидкой водой и устойчивой микробной жизнью. Лишь через столетия растительность сможет внести заметный вклад в общий состав атмосферы.
Пока исследователи не знают, хватит ли Марсу собственных ресурсов для подобной перестройки. Под ледяными щитами могут скрываться крупные запасы воды и полезных веществ, но точные объёмы остаются неизвестными. Без подробной карты залежей невозможно оценить, сколько сырья придётся доставлять с Земли.
Особенно много вопросов вызывает электролиз. Для масштабного производства кислорода понадобятся огромные объёмы воды, энергии, металлов и оборудования. Перевозка всех компонентов с Земли сделает проект почти неподъёмным, поэтому будущим поселенцам придётся добывать и перерабатывать большую часть материалов на месте.
Потепление изменит и марсианскую погоду. Современные пылевые бури иногда охватывают почти всю планету, а более тёплая и влажная атмосфера может повести себя совсем иначе. Потоки воздуха усилятся или, наоборот, ослабнут, частицы пыли начнут взаимодействовать с водой, а облака повлияют на распределение солнечного тепла.
Без точных климатических моделей любое вмешательство будет напоминать эксперимент с плохо понятными последствиями. Даже локальный нагрев способен запустить цепочку изменений, которые затронут соседние регионы. Поэтому исследователи предлагают сначала отработать процессы в лабораториях, а затем перейти к небольшим опытам во время будущих марсианских миссий.
Технические трудности составляют лишь часть проблемы. Полное преобразование Марса навсегда уничтожит многие особенности его нынешней среды. После появления земных микробов учёные уже не смогут изучать планету в первоначальном состоянии и уверенно отделять местные химические следы от занесённого загрязнения.
Особую опасность создаёт возможная марсианская жизнь. Даже несколько видов микроскопических организмов полностью изменят этическую сторону проекта. Земные бактерии могут вытеснить местные формы, заразить их среду или уничтожить целую независимую ветвь эволюции прежде, чем исследователи успеют её обнаружить.
Поэтому терраформирование нельзя рассматривать как обычный инженерный проект. Решение затронет интересы будущих поколений, которые получат уже изменённую планету и потеряют возможность изучить прежний Марс. Понадобятся международные правила, ограничения на биологические эксперименты и строгая защита районов, где могут сохраниться следы местной жизни.
Работы над марсианскими технологиями при этом способны принести пользу задолго до начала терраформирования. Засухоустойчивые культуры пригодятся регионам Земли, где становится меньше воды. Замкнутые системы жизнеобеспечения помогут эффективнее очищать воздух, перерабатывать отходы и возвращать воду в повторный цикл.
Похожие разработки нужны и для автономных поселений, полярных станций, подводных комплексов и районов, отрезанных от крупных энергосетей. Марс заставляет инженеров добиваться предельной экономии ресурсов, поскольку любая потерянная вода, энергия или питательное вещество потребуют дорогостоящего восполнения.
Предложенная программа не призывает немедленно распылять над Марсом парниковые вещества или выпускать на поверхность земные микроорганизмы. Ближайшие задачи гораздо скромнее: уточнить климатические модели, изучить ледяные залежи, проверить устойчивость организмов в искусственно созданной марсианской среде и испытать локальные способы нагрева.
Терраформирование по-прежнему остаётся проектом на многие поколения. Однако вопрос уже не сводится к тому, допускают ли законы физики тёплый и влажный Марс. Исследователям предстоит выяснить, какие технологии позволят начать преобразование, можно ли контролировать последствия и имеет ли человечество право менять целую планету.
<div class="articl-text-cover" style="position:relative;width:100%;max-width:800px;margin-left:auto;margin-right:auto;aspect-ratio:1200/676;margin-bottom:2rem;overflow:hidden">
<div itemprop="articleBody">Марс десятилетиями служил удобной площадкой для фантазий о втором доме человечества. Красную планету предлагали нагреть, наполнить кислородом, покрыть лесами и океанами, но почти все подобные проекты упирались в технологии, которых ещё не существовало. Теперь исследователи считают , что терраформирование стоит перевести из области научной фантастики в полноценную научную программу, пусть до первых реальных попыток пройдут десятилетия или даже века.
Под терраформированием понимают глубокую перестройку другой планеты или спутника под земные формы жизни. Для Марса потребовалось бы изменить атмосферу, повысить температуру, растопить запасы льда, создать устойчивые водоёмы и постепенно насытить воздух кислородом. Ни один из этапов пока нельзя выполнить в нужном масштабе, однако новые ракеты, синтетическая биология и более точные климатические модели уже позволяют обсуждать не только физическую возможность проекта, но и конкретную последовательность действий.
Авторы программы предлагают начать не с перечня доступных приборов, а с образа пригодного для жизни Марса. Исследователи мысленно описывают конечный результат, а затем двигаются назад и определяют, какие промежуточные условия понадобятся для его достижения. Подобный подход сразу показывает, где лежат главные технические разрывы и какие эксперименты можно проводить уже сейчас.
Первым шагом должно стать потепление. Среднюю температуру Марса потребуется поднять на несколько десятков градусов, причём желательно за сравнительно короткий по планетарным меркам срок. Для нагрева предлагают использовать искусственные аэрозоли или мощные парниковые газы, которые задерживали бы тепло в атмосфере.
Исследователи оценивают необходимое повышение примерно в 30°C. После подобного изменения часть замёрзшей воды могла бы перейти в жидкое состояние. По расчётам, марсианских запасов льда хватило бы для океана площадью почти четыре миллиона квадратных километров и средней глубиной около 300 метров.
Появление жидкой воды ещё не превратит Марс в пригодный для жизни мир. Планета останется холодной, разреженная атмосфера не защитит поверхность от радиации, а большинство земных организмов погибнет почти сразу. Поэтому следующий этап связывают не с растениями и животными, а с микроорганизмами, способными выдерживать экстремальные условия.
Основой могут стать экстремофилы, которые на Земле живут при сильном холоде, высоком уровне излучения, недостатке влаги и низком давлении. Синтетическая биология позволяет объединить полезные свойства разных микроорганизмов и создать штаммы, приспособленные к марсианской среде.
Микробы могли бы распространяться по влажным участкам тонкими слоями, похожими на водорослевые маты. При достаточном нагреве и наличии воды подобные колонии способны покрывать большие площади уже через несколько десятилетий. Во время фотосинтеза организмы начали бы поглощать углекислый газ и выделять кислород, медленно меняя состав атмосферы.
Главная проблема связана со скоростью. Даже устойчивые микробные сообщества не смогут быстро наполнить планету пригодным для дыхания воздухом. Естественное накопление кислорода займёт около тысячи лет, а при менее благоприятных условиях процесс растянется ещё дольше.
Первые пригодные для человека зоны, вероятно, появятся внутри огромных герметичных сооружений. Исследователи описывают купола высотой около 100 метров, где можно поддерживать нужное давление, температуру и состав воздуха. Кислород внутри будут получать с помощью фотосинтеза или электролиза воды, при котором электрический ток разделяет молекулы на водород и кислород.
Купола смогут стать не только жильём, но и питомниками для первых марсианских экосистем. В защищённой среде растения и микроорганизмы получат время на адаптацию, а инженеры проверят, как замкнутые системы ведут себя на протяжении многих лет. Позже наиболее выносливые виды можно будет постепенно переносить за пределы сооружений.
Подобная схема предполагает очень медленный переход от отдельных обитаемых зон к более широкому преобразованию планеты. Сначала люди смогут жить только внутри герметичных комплексов. Затем вокруг них появятся участки с жидкой водой и устойчивой микробной жизнью. Лишь через столетия растительность сможет внести заметный вклад в общий состав атмосферы.
Пока исследователи не знают, хватит ли Марсу собственных ресурсов для подобной перестройки. Под ледяными щитами могут скрываться крупные запасы воды и полезных веществ, но точные объёмы остаются неизвестными. Без подробной карты залежей невозможно оценить, сколько сырья придётся доставлять с Земли.
Особенно много вопросов вызывает электролиз. Для масштабного производства кислорода понадобятся огромные объёмы воды, энергии, металлов и оборудования. Перевозка всех компонентов с Земли сделает проект почти неподъёмным, поэтому будущим поселенцам придётся добывать и перерабатывать большую часть материалов на месте.
Потепление изменит и марсианскую погоду. Современные пылевые бури иногда охватывают почти всю планету, а более тёплая и влажная атмосфера может повести себя совсем иначе. Потоки воздуха усилятся или, наоборот, ослабнут, частицы пыли начнут взаимодействовать с водой, а облака повлияют на распределение солнечного тепла.
Без точных климатических моделей любое вмешательство будет напоминать эксперимент с плохо понятными последствиями. Даже локальный нагрев способен запустить цепочку изменений, которые затронут соседние регионы. Поэтому исследователи предлагают сначала отработать процессы в лабораториях, а затем перейти к небольшим опытам во время будущих марсианских миссий.
Технические трудности составляют лишь часть проблемы. Полное преобразование Марса навсегда уничтожит многие особенности его нынешней среды. После появления земных микробов учёные уже не смогут изучать планету в первоначальном состоянии и уверенно отделять местные химические следы от занесённого загрязнения.
Особую опасность создаёт возможная марсианская жизнь. Даже несколько видов микроскопических организмов полностью изменят этическую сторону проекта. Земные бактерии могут вытеснить местные формы, заразить их среду или уничтожить целую независимую ветвь эволюции прежде, чем исследователи успеют её обнаружить.
Поэтому терраформирование нельзя рассматривать как обычный инженерный проект. Решение затронет интересы будущих поколений, которые получат уже изменённую планету и потеряют возможность изучить прежний Марс. Понадобятся международные правила, ограничения на биологические эксперименты и строгая защита районов, где могут сохраниться следы местной жизни.
Работы над марсианскими технологиями при этом способны принести пользу задолго до начала терраформирования. Засухоустойчивые культуры пригодятся регионам Земли, где становится меньше воды. Замкнутые системы жизнеобеспечения помогут эффективнее очищать воздух, перерабатывать отходы и возвращать воду в повторный цикл.
Похожие разработки нужны и для автономных поселений, полярных станций, подводных комплексов и районов, отрезанных от крупных энергосетей. Марс заставляет инженеров добиваться предельной экономии ресурсов, поскольку любая потерянная вода, энергия или питательное вещество потребуют дорогостоящего восполнения.
Предложенная программа не призывает немедленно распылять над Марсом парниковые вещества или выпускать на поверхность земные микроорганизмы. Ближайшие задачи гораздо скромнее: уточнить климатические модели, изучить ледяные залежи, проверить устойчивость организмов в искусственно созданной марсианской среде и испытать локальные способы нагрева.
Терраформирование по-прежнему остаётся проектом на многие поколения. Однако вопрос уже не сводится к тому, допускают ли законы физики тёплый и влажный Марс. Исследователям предстоит выяснить, какие технологии позволят начать преобразование, можно ли контролировать последствия и имеет ли человечество право менять целую планету.
- Источник новости
- www.securitylab.ru
