Превращение Марса в новую Землю: сколько воды и энергии потребуется на самом деле
Идею терраформирования Марса выдвинули писатели-фантасты в 1940–1950-х годах. Еще тогда она казалась непростой задачей. С 1970-х годов ее всерьез рассматривают ученые, и раз за разом приходят к неутешительным выводам: у человечества нет технологий и запасов энергии, которые помогут воплотить эту затею в жизнь. Астрофизик и инженер Вячеслав Турышев из Лаборатории реактивного движения NASA согласен с этим выводом. Он опубликовал в библиотеке препринтов arXiv статью, в которой подробно объяснил, что мешает сделать Красную планету копией Земли.
Турышев разделяет процесс терраформирования Марса на пять этапов. Первый этап описывает текущие условия на планете. Сейчас на Красной планете холодно, а атмосферное давление близко к нулю. Люди могут там находиться, только если используют громоздкие системы, которые поддерживают жизнь.
Все о Марсе: есть ли жизнь, сколько лететь и почему называют Красной планетой
На втором этапе нужно поднять давление на поверхности выше тройной точки воды — это 6,1 миллибара при 0 ℃. При таких условиях на планете смогут одновременно существовать лед, жидкость и пар. Вода перестанет мгновенно испаряться в космос, что даст основу для следующих шагов.
Как получить доступ к воде на Марсе: обзор двух самых перспективных технологий
Когда на планете появится жидкая вода, наступит третий этап. Инженеры предлагают строить большие теплицы, чтобы выращивать еду локально. Давление внутри рукотворных куполов составит около 100 миллибар. На Земле такие конструкции пришлось бы делать прочными, но на Марсе разница давлений снаружи и внутри наоборот поможет куполам не разрушаться. Эту технологию называют паратерраформированием. Со временем сеть теплиц сможет разрастись и укрыть планету целиком.
Из романа Энди Вейера в реальность: как отходы миссий помогут выращивать растения на Луне и Марсе
Четвертый этап наступит, когда глобальное давление на всем Марсе вырастет до 62,7 миллибара. При таком показателе кровь человека перестанет закипать на поверхности при температуре тела 37 ℃. Выходить наружу станет безопаснее.
Пятый и финальный шаг предполагает, что атмосферу сделают пригодной, чтобы люди дышали без скафандров. Для этого понадобится плотный азотный буфер, около 210 миллибар кислорода, общее давление в 500 миллибар и температура, сопоставимая с земной.
Чтобы пройти эти этапы, придется добавить на планету много газа. Турышев посчитал, что даже чтобы увеличить давление всего на 1 миллибар, потребуется 3,89x10^15 килограммов газа. Это равно массе марсианского спутника Деймоса. Чтобы получить атмосферу, которой можно дышать, понадобится уже 10^18 килограммов. Столько весит спутник Сатурна Янус. В Солнечной системе летают сотни объектов такого размера. Один из них можно разрушить и направить газы на Марс.
Как образовался Деймос: теория сесквинарной катастрофы
Одного давления не хватит, поэтому параллельно нужно поднять среднюю температуру на 60 ℃. Это позволит льду стабильно таять. Ученые предлагают разные решения: распылить в воздухе наночастицы, чтобы они поглощали короткие волны, выбросить много углекислого газа или установить на орбите зеркала. Зеркала будут отражать солнечный свет и нагревать поверхность. Однако расчеты показывают, что площадь таких отражателей должна составить 70 миллионов квадратных километров. Промышленность Земли пока не может выпустить конструкции такого размера.
Чтобы люди смогли дышать, понадобится 8,2x10^17 килограммов кислорода. Проще всего добыть этот газ из воды. Когда кислород отделяют от водорода, часть массы теряется. Из-за этого самой воды потребуется немного больше: примерно 6 кубических метров на каждый квадратный метр марсианской поверхности. При этом на планете достаточно льда для такой задачи. Нужный объем составляет лишь 20% от доступных поверхностных запасов. Это значит, что людям не придется менять орбиты комет и сбрасывать их на Марс, чтобы получить океаны. Воду можно добыть прямо на месте.
Главная проблема во всем этом процессе — это энергия. Чтобы извлечь нужный объем кислорода из марсианского льда, требуется минимум 1,2x10^25 джоулей. Если выполнять эту работу 1000 лет, понадобится постоянная мощность в 380 тераватт. Это почти в 20 раз превышает энергию, которую вся Земля тратит за год. Человечество пока не умеет генерировать столько энергии.
Поэтому полное изменение планеты остается задачей для будущих поколений. А пока Турышев предлагает сосредоточиться на втором и третьем этапах — строить компактные теплицы со стабильными условиями внутри. Со временем люди смогут сделать планету похожей на Землю, если примут такое решение.
На обложке генерация Pro Космос
Самое популярное
