Akhir minggu yang bagus, habra Seperti yang dicatat dari artikel sebelumnya tentang Mars dan subyek dekat-Mars, topik
kolonisasi keras Mars mengasyikkan pikiran banyak warga yang peduli. Jika Anda adalah salah satu dari warga yang sama dan melihat pohon-pohon apel bermekaran di bawah langit Mars - pertanyaan tentang prinsip bagi Anda, maka masuklah.
Jadi, bayangkan suatu pagi yang indah, umat manusia bangun dan memutuskan untuk menjadi peradaban multi-planet. Bagi saya, ini ide yang bagus dan bagus. Saya benar-benar ingin hidup di dunia di mana uang yang luar biasa bukan untuk pengembangan senjata, tetapi untuk kolonisasi ruang. Tetapi kembali ke topik kita: umat manusia telah memutuskan untuk membangun Bumi 2.0. Kami tidak memiliki banyak kandidat. Sebenarnya, dua: Mars dan Venus. Kali ini kita berbicara tentang Mars.
Banyak yang akan mengatakan: "Ah, Mars - sangat mirip dengan Bumi! Podshamanit kecil dan Anda dapat mengisi! " Ya, Mars memiliki kecenderungan sumbu rotasi yang hampir sama dengan Bumi. Ya, durasi hari Mars hampir sama dengan Bumi. Dan untuk ini, yang positif, bagi kita, keuntungan dari akhir Mars dan masalah GIANT dimulai. Dan salah satu tujuan dari artikel ini adalah untuk menyampaikan kepada orang-orang tentang keadaan yang agak putus asa tentang Mars.
Untuk memahami kesulitan yang harus diputuskan umat manusia untuk mengubah seluruh planet, cukup membayangkan situasi yang aneh. Bayangkan bahwa seorang miliarder Finlandia terbang ke gurun Sahara. Setelah berkeliaran di pasir dan tidak melihat sesuatu yang menarik untuk ribuan kilometer di sekitar, pahlawan kita tertekan. Dan juga panas, dan juga kekeringan - orang utara tidak terbiasa dengan ini. Maka, orang Finlandia itu dikunjungi oleh gagasan membangun di tempat yang tidak ramah ini sepotong kecil Finlandia dengan luas beberapa ribu kilometer persegi. Finn menginginkan gunung-gunung berbatu yang ditutupi oleh hutan pinus tempat tinggal rusa dan beruang. Sehingga di perairan danau yang dingin dimungkinkan untuk mencium bau. Dan, tentu saja, akan menyenangkan untuk membangun beberapa kota kecil Finlandia. Tapi ada masalah: sekitar, untuk ribuan kilometer, tidak ada apa-apa selain bukit pasir. Benar-benar segalanya: batu untuk batu, pinus, rusa, beruang, peleburan, air untuk sungai dan danau - Anda harus membawa dari jauh. Dan juga untuk memecahkan masalah besar dengan iklim, yang sama sekali berbeda dari yang di Finlandia. Jika Anda dapat membayangkan ini saja, maka Anda harus tahu: Menemukan sepotong Sahara jauh lebih mudah dan lebih murah daripada membuat salinan kondisi Bumi di seluruh planet Mars.
Menurut pengamatan saya, orang sering tidak sepenuhnya memahami arti dari hal seperti "terraforming". Membaca komentar banyak orang awam tentang terraforming Mars, ada perasaan tetap bahwa bagi banyak orang, transformasi seluruh planet sedikit lebih rumit daripada membangun toilet di negara ini. Saya ingin mengecewakan Anda, penduduk bumi: ketika Anda memulai perbaikan pada skala planet, Anda dihadapkan dengan masalah skala planet. Beberapa serius percaya bahwa jika Anda meningkatkan tekanan atmosfer Mars ke tingkat yang Anda bisa berjalan tanpa pakaian antariksa, maka rahmat datang, maka kita akan hidup. Tidak, kami tidak akan sembuh. Saat terraform, tekanan atmosfer adalah salah satu dari beberapa titik, meskipun sangat penting. Bagaimanapun, seluruh esensi terraforming adalah penciptaan kondisi yang dekat dengan terestrial, dan ini bukan hanya atmosfer dengan tekanan dan komposisi gasnya, tetapi juga hidrosfer, tetapi juga biosfer. Ketika seorang juru masak menyiapkan makan malam untuk seratus orang, maka, mengetahui berapa banyak produk yang akan digunakan untuk satu orang, ia akan dapat menghitung: berapa banyak bahan yang akan ia butuhkan untuk seratus orang. Jika beberapa bahan sangat kurang, maka Anda tidak bisa memasak makan malam dan tidak memberi makan semua orang. Terraforming adalah sama. Kehidupan duniawi, dalam bentuk yang kita kenal, eksis justru karena fakta bahwa komposisi dan jumlah bahan untuk keberadaannya persis seperti apa adanya. Di Mars, semuanya sangat berbeda. Sumber daya Mars yang tersedia jelas tidak cukup. Mengetahui berapa ton air dan atmosfer per kilometer persegi dari permukaan bumi, kita dapat menghitung: persis berapa banyak yang perlu kita tambahkan di Mars untuk mencapai indikator yang sama.
Teknologi
Tetapi kita tidak berasal dari selusin pemalu dan sangat yakin bahwa hidup di bawah kubah kaca dan baja bukanlah cara kita. Dan sebelum kita mulai, saya ingin menetapkan tingkat teknologi yang, menurut logika berbagai hal, manusia harus miliki pada saat awal transformasi Mars.
Kami (kemungkinan besar) TIDAK MAMPU:
- Bepergian dengan kecepatan mendekati kecepatan cahaya.
- Buat portal melalui ruang untuk memindahkan orang dan barang.
KAMI MAMPU:
- Gunakan energi fusi nuklir.
- Dapatkan bahan mentah di luar Bumi (asteroid, bulan, planet) dan proseskan.
- Bangun pemukiman di luar angkasa, jauh dari Bumi.
- Buat ekosistem tertutup dan mandiri di permukiman luar angkasa.
- Membangun struktur raksasa di luar angkasa, memungkinkan penggunaan energi matahari secara efisien.
- Bangun pabrik yang jauh dari bumi, yang mampu menghasilkan stasiun antar planet otomatis, robot, mesin, dan banyak lagi.
- Membuat sistem kecerdasan buatan canggih yang dapat mengelola pengembangan mineral pada asteroid, pembangunan stasiun, pabrik yang berlokasi di ruang angkasa.
- Bangun elevator ruang angkasa dan / atau sistem ekonomi lainnya untuk mengirimkan barang ke orbit.
- Bergerak di sekitar tata surya lebih cepat dari sekarang. Menggunakan mesin roket nuklir, atau teknologi canggih lainnya.
Jelas bahwa tingkat teknologi ini bukan masalah beberapa dekade. Menurut perkiraan paling optimis, kita akan dapat mencapai sesuatu yang serupa tidak lebih awal dari paruh kedua abad ini, jika tidak nanti.
Magnetosfer
Ya, saya mengerti bahwa dalam komentar mereka akan memberi tahu saya bahwa magnetosfer tidak diperlukan dan akan ada atmosfer yang cukup padat. Tetapi Anda harus mengakui: magnetosfer, bagaimanapun, memperlambat proses pelepasan atmosfer ke luar angkasa. Dalam kasus Mars, ini adalah momen penting. Dan kehidupan duniawi disesuaikan dengan kehidupan dalam medan magnet. Tetapi di Mars, secara kasar, tidak ada magnetosfer. Angin matahari meniup sisa atmosfer, dan partikel berenergi tinggi dengan gembira terbang dari angkasa ke permukaan gurun Mars. Masalah dengan magnetosfer dapat diselesaikan setidaknya dalam dua cara. Yang pertama baru-baru ini ditulis, termasuk tentang Habré:
pembuatan perisai magnet buatan . Ini adalah opsi yang cukup murah, dan jika berhasil, penting agar sistem ini bekerja tanpa gangguan. (Meskipun, jujur saja, itu tidak sepenuhnya jelas bagi saya: bagaimana mungkin untuk mempertahankan payung magnetik dalam orbit yang stabil untuk waktu yang lama jika terus-menerus berinteraksi dengan aliran besar partikel bermuatan dari Matahari. Ini, pada kenyataannya, adalah layar surya elektromagnetik yang sangat besar.)
Pilihan kedua adalah mencoba untuk menghidupkan kembali magnetosfer Mars. Akan sangat susah dilakukan jika sama sekali Tetapi saya akan secara khusus mempertimbangkan ide ini sehingga pembaca dapat memahami skala pekerjaan yang perlu dilakukan di Mars. Idenya adalah untuk mengumpulkan satelit besar di orbit Mars, menyebabkan pasang surut di inti planet dan, dengan demikian, meluncurkan dinamo planet. Ini sangat mahal, tetapi jika berhasil, itu akan memberikan beberapa bonus:
- Tidak perlu khawatir bahwa medan magnet akan mati karena meteorit jatuh ke satelit yang mendukung perisai magnet buatan.
- Kebangkitan gunung berapi Mars adalah mungkin, yang akan mempengaruhi pemberian makan atmosfer dengan gas vulkanik.
- Ini nyata untuk waktu yang lama dan tidak memerlukan pemeliharaan.
- Ini menstabilkan sudut kemiringan sumbu rotasi Mars.
- Jika semuanya diimplementasikan dengan benar, maka sangat mungkin untuk mendapatkan siklus bulan yang serupa dengan yang di bumi.
Astrolog Mars akan memulai era baru dalam penyusunan ramalan astro. Tiga bulan di langit! Tiga !!!
Anda dapat menghitung parameter dari satelit semacam itu. Jika kita membayangkan bahwa itu benar-benar sebanding dengan Bulan Bumi, maka dengan kepadatan yang sama dengan Bulan, massanya akan sekitar 7,9 × 10¹⁸ ton, dan diameternya akan sekitar 1.650 km. Untuk memahami seberapa banyak ini, dapat dibayangkan bahwa satelit ini akan berbobot seperti 21.643.835.620.000.000 gedung pencakar langit Empire State Building, dan diameternya adalah jarak dari Berlin ke Chisinau.
Lebih jauh di sepanjang teks akan ada lebih banyak angka yang menunjukkan massa dan diameter. Dan jika Anda masih tidak terinspirasi oleh skala hal-hal yang kita bahas di sini, maka inilah analoginya:
Bayangkan kita ingin membangun bulan Mars di orbit Mars dengan mengangkat material bangunan dari permukaan Mars. Bayangkan kita memiliki roket yang dapat menjatuhkan 100 ton muatan ke orbit yang diinginkan. Bayangkan setiap jam kami mengirim 10 rudal seperti itu. Kami melakukan ini sepanjang waktu, 24 jam sehari. Kita hanya perlu 900 miliar tahun untuk menyelesaikan proyek ini. (Saya ingin memperingatkan di muka bahwa semua analogi yang saya gunakan cukup sewenang-wenang dan sangat mungkin bahwa pada saat umat manusia secara serius terlibat dalam planet terraforming, ia akan memiliki teknologi yang membuatnya relatif mudah untuk memindahkan ruang besar. blok.)
Mengesankan? Lebih jauh akan lebih menarik.
Suasana
Kami masih ingin menangkap kondisi di Mars yang mirip dengan yang ada di daratan. Kami berdiri di tengah padang pasir Mars dan bermimpi taman, seperti orang Finn yang berdiri di tengah-tengah Sahara dan memimpikan Finlandia dan mencium bau. Tetapi, tidak seperti Finn, kami memiliki masalah yang sangat serius: tidak ada yang bisa bernapas. Dan
tidak ada begitu banyak gas di Mars untuk menciptakan atmosfer padat yang cocok untuk bernafas. Faktanya, atmosfer Mars tidak jauh lebih padat daripada ruang hampa udara. Jadi, Anda perlu menginventarisir apa yang tersedia dan membawa yang hilang. Di Mars, per kilometer persegi permukaan, ada 173 ribu ton gas, 95% di antaranya adalah karbon dioksida. Jika kita ingin "semuanya seperti di Bumi", maka untuk setiap kilometer persegi permukaan kita membutuhkan 10 juta ton gas, 22% di antaranya adalah oksigen, dan 78% adalah nitrogen. Apa? Nitrogen tidak diperlukan, apakah kita mengelola CO2 atau gas lainnya? Sayangnya, tidak, kami tidak akan mengelola. Nitrogen membuat atmosfer lebih netral dan stabil. Nitrogen tidak secara aktif ditetapkan oleh biosfer sebagai karbon monoksida. Selain itu, nitrogen atmosfer, yang terlibat dalam reaksi biokimia, merupakan komponen integral dari sebagian besar molekul yang terdiri dari kehidupan yang diketahui. Inti dari setiap asam amino yang membentuk struktur protein adalah molekul nitrogen. Dan seberapa sering nitrogen ditemukan dalam molekul DNA dapat dilihat pada ilustrasi di bawah ini (nitrogen dilukis dengan warna biru). Jadi, tidak ada nitrogen - tidak ada kehidupan!
Jadi kami memutuskan apa dan apa yang kami butuhkan di atmosfer. Sekarang, mari kita bayangkan: berapa harganya? Menurut perkiraan kasar, 1,432 x 10¹⁵ ton gas atau bola es nitrogen-oksigen dengan diameter 140 km harus ditambahkan ke atmosfer Mars. Kali ini, untuk memahami seberapa banyak ini, kami akan menggunakan
SpaceX Interplanetary Transport System dan
Big Falcon Rocket mereka , yang akan mengirimkan 150 ton muatan ke Mars. (Halo, Ilon!) Bayangkan kita mengirim ke Mars 10 roket per jam, 24 jam sehari, selama bertahun-tahun yang tak terhitung jumlahnya. Kami membawa es nitrogen dan oksigen - sehingga membutuhkan lebih sedikit ruang. Kita hanya perlu 109 juta tahun untuk mengisi atmosfer Mars. Jadi, tidak semua orang akan selamat dari penanaman pohon apel di Mars. Melainkan, bukan hanya segalanya. Sedikit yang bisa melakukan ini.
Tapi bukan itu saja!
Hidrosfer
Terlepas dari informasi di Wikipedia bahwa es Mars yang meleleh
bisa menutupi Mars dengan kedalaman laut 35 meter (jika air ini didistribusikan secara merata), saya segera membuat banyak orang marah: Mars adalah planet yang sangat kering. Jika Anda mendistribusikan semua air bumi secara merata di atas permukaan bumi, kedalaman lautan akan
2,7 kilometer . Meskipun demikian, gurun terestrial cukup luas. Dalam kasus Mars, bahkan jika tekanan atmosfer dinaikkan sangat banyak, air dapat diamati hanya dalam bentuk topi kutub, dan salju di atas Olympus. Jadi ya, ya: air juga harus diangkut dari luar. Dan jumlah air yang perlu dikirim ke Mars tidak sebanding dengan jumlah gas atmosfer.
Rata-rata, sekitar 2,6 miliar ton air per kilometer persegi permukaan bumi. Untuk membawa rasio ini ke Bumi di Mars, akan diperlukan untuk mengirimkan 3,27 × 10¹⁷ ton air ke planet ini. Ini adalah bola es dengan diameter sekitar 900 km. Artinya, ukuran tubuhnya sebanding dengan
Ceres . Dan ini menyedihkan, karena kita harus membawa air ke Mars lebih lama dari atmosfer: secara massal, hidrosfer yang hilang sekitar 230 kali lebih berat daripada atmosfer yang hilang. Pikirkan, Elon Musk!
Biosfer
Massa biosfer terestrial adalah sekitar 2,4 triliun ton. Dengan kata lain, rata-rata 4.700 ton per kilometer persegi. Dalam hal Mars, itu akan menjadi sekitar 680 miliar ton. Di satu sisi, ini sangat sedikit dan ini bisa diabaikan. Tetapi, di sisi lain, tidak sepenuhnya jelas: berapa banyak unsur kimia yang diperlukan untuk kehidupan yang dikandung oleh batuan Mars dan apa (dan berapa banyak) yang perlu ditambahkan? Saat ini, data penelitian tentang komposisi kimia batuan Mars tidak lengkap. Jika kita mengasumsikan bahwa kerapatan biomassa sama dengan kerapatan air, maka potensi biomassa Mars dapat memenuhi bola dengan diameter 11 kilometer (jika satu meter kubik biosfer dianggap sama beratnya dengan satu meter kubik air).
Untuk meringkas defisit Mars kami dengan ilustrasi berikut:
Alih-alih kata penutup
Mungkin saya akan kecewa dengan artikel ini beberapa warga yang optimis tentang terraforming Mars terdekat. Bahkan keturunan kita yang jauh tidak akan melihat pohon apel mekar di bawah langit Mars biru. Seseorang tanpa henti dapat berfantasi tentang bagaimana kita akan meledak muatan termonuklir di kutub Mars. Atau tabur area khatulistiwa dengan bakteri dan lumut yang diidentifikasi secara genetik. Atau menghangatkan planet dengan cermin orbital raksasa. Tetapi kenyataan pahitnya adalah ini: tidak mungkin membangun rumah tanpa bahan bangunan. Dan di Mars, sejauh ini tidak ada hampir semua yang diperlukan untuk menciptakan kondisi dan biosfer yang mirip dengan yang ada di daratan. Saya tidak mendesak untuk meninggalkan mimpi terraforming Mars, sebaliknya, sebaliknya. Jika kita serius ingin menjadi spesies biologis yang telah melampaui batas buaian kita dan belajar membuat kondisi yang menguntungkan di planet kita di planet lain, maka sangat penting bagi kita untuk menyadari kompleksitas upaya ini. Saya menganggap ini sebagai langkah penting menuju tujuan kami. Lagipula, baru setelah itu kita dapat membuat alat yang memungkinkan kita mencapai tujuan ini. Namun, umat manusia harus belajar merencanakan selama ribuan tahun, dan tidak hidup untuk keuntungan cepat. Benar, ini adalah topik untuk percakapan yang sangat berbeda.
Dan sebagai hadiah hiburan, saya sarankan semua orang yang peduli untuk mengagumi rendering Mars yang luar biasa. Amin!)
PS: Ya, saya hampir lupa: apakah saya perlu artikel tentang teknologi apa yang bisa digunakan untuk melakukan terraform Mars dan di mana saya bisa mendapatkan bahan bangunan untuk ini?