Спустя 50 лет после первых шагов на Марсе активным ходом идет его трансформация. Гигантские зеркала на орбите Марса направляют дополнительные лучи солнца на северный полюс и растапливают там лед. Искусственные вулканы также помогают разогревать планету. Местами растут даже завезенные с Земли растения – Красная планета зеленеет. Таким Ким Стэнли Робинсон рисовал Марс в своей трилогии два десятилетия назад. Отмеченный множественными призами автор-фантаст описал будущее, которое все больше начинает интересовать и науку.
В своей новой работе ученые вновь исследовали, насколько человек может трансформировать Марс во вторую Землю – речь идет о терраформировании. Этот срок старше, чем сама космонавтика. Он был придуман в 1942 году Джеком Уильямсоном в научно-фантастической повести, и означает изменение планеты и приведение ее условий к условиям, близким Земли.
С этого момента литературный космос постоянно перестраивался – наша Луна, Венера, спутник Юпитера Ганимед и бесчисленное количество вымышленных небесных тел – фантастические романы полны миров терраформирования.
Необходимый парниковый эффект
Конечно, и Марс, его естественное состояние не приспособлены для жизни человека, и поэтому он мог бы подвергнуться «планетарной инженерии», писал Карл Саган в 1973 году. Известный астроном выдвинул идею о растапливании полюсов Марса.
Для этого необходимо искусственным образом усилить прием солнечного тепла, например, выращивая там темные растения. Саган отметил при этом, что подобное вряд ли можно реализовать в ближайшем будущем. В настоящее время средняя температура на Марсе составляет минус 63оС, при этом возможны кратковременные положительные значения.
В новом исследовании команда ученых под руководством Брюса Яковски из Университета штата Колорадо задается вопросом: Можно ли изменить оболочку Марса настолько, чтобы от нее исходил сильный парниковый эффект, и она разогревалась? Оболочка на 96% состоит из диоксида углерода, как сообщают исследователи в журнале Nature Astronomy. И все же марсианский воздух очень разрежен, давление у поверхности составляет лишь шесть миллибар, в то время как на Земле – 1014 миллибар. Поэтому авторы проанализировали в дополнительных источниках, где еще на Марсе может содержаться диоксид углерода и, по крайней мере, теоретически, передаваться в газовую оболочку.
Для этого были проанализированы данные марсианских зондов. Действительно, на обоих полюсах имеется сухой лед, это замороженный углекислый газ. Каждую зиму он откладывается там на поверхности льда. Около одной трети всей атмосферы представлено в жесткой форме. Летом эти «шапки» тают, и диоксид углерода переходит в газовое состояние. Северная шапка льда при этом теряет практически весь свой сухой лед, в то время как на южном полюсе и летом остается его часть.
По данным радаров, на юге также есть подземный сухой лед. Несмотря на это, с помощью всех этих полярных месторождений невозможно повлиять на терраформинг, сообщают исследователи. Если сухой лед превращается в газ, атмосферное давление повышается только примерно на двенадцать миллибар.
Поумерить пыл колонистов Марса
Похожим образом ведут себя и другие резервуары диоксида углерода. В отличие от Земли, минералы, содержащие в себе диоксид углерода, встречаются на Марсе редко. Более 50 миллибар газообразного CO2 добыть из этих запасов невозможно. Хотя вся поверхность Марса может содержать в себе диоксид углерода, поскольку молекулы CO2 удерживаются на поверхности мелких песчинок. Но этот эффект может содержать максимум 50 миллибар при условии, что удастся освободить эти запасы на всей планете. «Даже если все это удастся вернуть обратно в атмосферу Марса, этого будет недостаточно для нагрева планеты», — говорит Яковски. Для нагрева водяного льда до таяния атмосфера на Марсе должна содержать около 1000 миллибар диоксида углерода.
Исследование может также умерить пыл, например, Илона Маска с его амбициозными планами. Уже в следующем десятилетии глава Tesla и SpaceX планирует отправить на новейших космических кораблях тысячи колонистов Марса, которые должны будут выстраивать там город. Согласно планам Маска, один билет обойдется примерно в 200 тысяч долларов.
Яковски делает трезвый вывод – даже если будет обнаружено еще больше диоксида углерода, большую часть поверхности планеты придется трансформировать. Это проект, который с помощью сегодняшних технологий реализовать нельзя. После того как Саган в 1973 году писал о чем-то подобном, знания о Марсе значительно увеличились. Но намерения изменить пустынную планету с помощью ее газовой оболочки все еще остается идеей научно-фантастического романа.