Marte Guia prático de terraformação para donas de casa

Bom final de semana, habra Como foi visto em artigos anteriores sobre Marte e assuntos quase marcianos, o tópico da colonização hardcore de Marte excita a mente de muitos cidadãos preocupados. Se você é um desses mesmos cidadãos e vê macieiras florescendo sob o céu marciano - para você é uma questão de princípio, então entre.



Então, imagine que em uma bela manhã, a humanidade acordou e decidiu se tornar uma civilização multi-planetária. Para mim, esta é uma boa, boa ideia. Eu realmente gostaria de viver em um mundo onde o dinheiro fabuloso não vale para o desenvolvimento de armas, mas para a colonização do espaço. Mas voltando ao nosso tópico: a humanidade decidiu construir a Terra 2.0. Não temos muitos candidatos. Estritamente falando, dois: Marte e Vênus. Desta vez estamos falando de Marte.

Muitos dirão: “Ah, Marte - é tão parecido com a Terra! Um pouco de podshamanit e você pode preencher! ” Sim, Marte tem quase a mesma inclinação do eixo de rotação que a Terra. Sim, a duração do dia marciano é quase a mesma da Terra. E com isso, as vantagens positivas de Marte terminam e começam os problemas gigantes. E um dos objetivos deste artigo é transmitir às pessoas um estado de coisas um pouco sem esperança em relação a Marte.

Para entender as dificuldades que a humanidade terá para decidir formar um planeta inteiro, basta imaginar uma situação estranha. Imagine que um bilionário finlandês voou para o deserto do Saara. Depois de passear na areia e não ver nada de interessante por milhares de quilômetros, nosso herói estava deprimido. E também o calor e também a secura - o povo do norte não está acostumado a isso. E assim, o finlandês é visitado pela idéia de construir neste lugar hostil um pequeno pedaço da Finlândia com uma área de vários milhares de quilômetros quadrados. Finn quer montanhas rochosas cobertas por florestas de pinheiros, onde viviam renas e ursos. Para que nas águas frias dos lagos fosse possível pegar o cheiro. E, claro, seria bom construir várias pequenas cidades finlandesas. Mas há um problema: ao redor, por muitos milhares de quilômetros, não há nada além de dunas de areia. Ou seja, absolutamente tudo: pedras para rochas, pinheiros, veados, ursos, cheiravam, água para rios e lagos - você precisa trazer de longe. E também para resolver um grande problema com o clima, que é completamente diferente do finlandês. Se você pode imaginar isso, deve saber: descobrir um pedaço do Saara é infinitamente mais simples e mais barato do que criar uma cópia das condições da Terra em todo o planeta Marte.

De acordo com minhas observações, as pessoas geralmente não entendem completamente o significado de algo como “terraformação”. Lendo os comentários de muitas pessoas comuns sobre a terraformação de Marte, há uma sensação constante de que, para muitos, a transformação de todo o planeta é um pouco mais complicada do que construir um banheiro no país. Quero desapontá-lo, terráqueo: quando você inicia um reparo em escala planetária, você se depara com problemas em escala planetária. Alguns acreditam seriamente que, se você elevar a pressão atmosférica marciana a um nível tal que possa andar sem trajes espaciais, então a graça vem, então viveremos. Não, nós não vamos curar. Quando formada, a pressão atmosférica é um dos vários pontos, embora muito importante. Afinal, toda a essência da terraformação é a criação de condições próximas às terrestres, e essa não é apenas a atmosfera com sua composição de pressão e gás, mas também a hidrosfera, mas também a biosfera. Quando um cozinheiro prepara o jantar para cem pessoas, sabendo quantos produtos serão consumidos por uma pessoa, ele será capaz de calcular: quantos ingredientes precisará para cem pessoas. Se alguns ingredientes estão faltando, você não pode preparar o jantar e não alimentar todos. Terraforming é o mesmo. A vida terrena, na forma em que a conhecemos, existe precisamente devido ao fato de que a composição e a quantidade de ingredientes para sua existência são exatamente o que são. Em Marte, tudo é muito diferente. Os recursos marcianos disponíveis claramente não são suficientes. Sabendo quantas toneladas de água e atmosfera por quilômetro quadrado da superfície da Terra, podemos calcular: exatamente quanto precisamos adicionar em Marte para alcançar os mesmos indicadores.

Tecnologia

Mas não somos de uma dúzia tímida e estamos firmemente convencidos de que viver sob cúpulas de vidro e aço não é o nosso caminho. E antes de começarmos, gostaria de estipular o nível de tecnologia que, de acordo com a lógica das coisas, a humanidade deveria possuir no momento do início da transformação de Marte.

Nós (provavelmente) NÃO PODEMOS:

1. Viaje a uma velocidade próxima à velocidade da luz.
2. Crie portais através do espaço para mover pessoas e mercadorias.

NÓS PODEMOS:

1. Use a energia da fusão nuclear.
2. Obtenha matérias-primas fora da Terra (asteróides, luas, planetas) e processe-as.
3. Construa assentamentos no espaço sideral, longe da Terra.
4. Crie ecossistemas fechados e autossustentáveis ​​em assentamentos espaciais.
5. Construa estruturas gigantes no espaço sideral, permitindo o uso eficiente da energia do sol.
6. Construa fábricas distantes da terra, capazes de produzir estações interplanetárias automáticas, robôs, motores e muito mais.
7. Crie sistemas avançados de inteligência artificial que possam gerenciar o desenvolvimento de minerais em asteróides, a construção de estações, fábricas localizadas no espaço profundo.
8. Construa elevadores espaciais e / ou outros sistemas econômicos para entrega de mercadorias em órbita.
9. Mover-se pelo sistema solar é mais rápido do que agora. Usando motores de foguetes nucleares ou outra tecnologia avançada.

É claro que esse nível de tecnologia não é questão de algumas décadas. De acordo com as previsões mais otimistas, seremos capazes de alcançar algo semelhante não antes da segunda metade deste século, se não depois.

Magnetosfera

Sim, eu entendo que nos comentários eles me dirão que a magnetosfera não é necessária e haverá uma atmosfera bastante densa. Mas você deve admitir: a magnetosfera, no entanto, retarda o processo de fuga atmosférica para o espaço sideral. No caso de Marte, este é um momento importante. E a vida terrena é adaptada à vida em um campo magnético. Mas em Marte, grosso modo, não existe magnetosfera. O vento solar sopra o resto da atmosfera e partículas de alta energia voam alegremente do espaço para a própria superfície do deserto marciano. O problema com a magnetosfera pode ser resolvido de pelo menos duas maneiras. O primeiro foi escrito recentemente, incluindo Habré: a criação de um escudo magnético artificial . Essa é uma opção razoavelmente orçamentária e, se funcionar, é importante que esse sistema funcione sem interrupção. (Embora, para ser honesto, não esteja totalmente claro para mim: como será possível manter um guarda-chuva magnético em uma órbita estável por um longo tempo se ele interagir constantemente com um grande fluxo de partículas carregadas do Sol. Essa é, de fato, uma enorme vela solar eletromagnética.)



A segunda opção é tentar reviver a magnetosfera marciana. Vai ser tããããããão difícil de fazer, se possível. Mas vou considerar especificamente essa idéia para que o leitor possa entender a escala do trabalho que precisa ser feito em Marte. A idéia é coletar um satélite massivo em órbita marciana, causando marés no centro do planeta e, assim, lançar um dínamo planetário. Isso é incrivelmente caro, mas se funcionar, ele dará alguns bônus:

1. Não é necessário se preocupar que o campo magnético se desligue de um meteorito caindo em um satélite que suporta um escudo magnético artificial.
2. É possível o despertar do vulcanismo marciano, o que afetará favoravelmente a alimentação da atmosfera com gases vulcânicos.
3. É real por um longo tempo e não requer manutenção.
4. Isso estabiliza o ângulo de inclinação do eixo de rotação de Marte.
5. Se tudo for implementado corretamente, é bem possível obter ciclos lunares semelhantes aos terrestres.
6. Astrólogos marcianos iniciarão uma nova era na compilação de previsões astronômicas. Três luas no céu! Três !!!

Você pode calcular os parâmetros desse satélite. Se imaginarmos que é absolutamente proporcional à Lua da Terra, com uma densidade semelhante à da Lua, sua massa será de cerca de 7,9 × 10¹⁸ toneladas e seu diâmetro será de cerca de 1650 km. Para entender o quanto isso é possível, pode-se imaginar que esse satélite pesará como 21.643.835.620.000.000 arranha-céus do Empire State Building, e seu diâmetro é a distância de Berlim a Chisinau.

Mais adiante, ao longo do texto, haverá mais números indicando a massa e os diâmetros. E se você ainda não está inspirado na escala das coisas que estamos discutindo aqui, então aqui está outra analogia:

Imagine que queremos construir a lua marciana em Marte orbitando levantando material de construção da superfície de Marte. Imagine que temos um foguete que pode lançar 100 toneladas de carga útil na órbita desejada. Imagine que a cada hora enviamos 10 desses mísseis. Fazemos isso o tempo todo, 24 horas por dia. Levaremos apenas 900 bilhões de anos para concluir o projeto (gostaria de avisar com antecedência que todas as analogias que utilizo são bastante arbitrárias e é bem possível que, quando a humanidade levar a sério a terraformação dos planetas, ela terá tecnologias que tornem relativamente fácil mover um espaço massivo blocos.)

Impressionante? Mais será ainda mais interessante.

Atmosfera

Ainda queremos capturar condições em Marte semelhantes às terrestres. Estamos no meio do deserto marciano e sonhamos com jardins, como um finlandês parado no meio do Saara e sonhando com a Finlândia e cheirando. Mas, ao contrário do finlandês, temos um problema muito sério: não há nada para respirar. E não há tantos gases em Marte para criar uma atmosfera densa e adequada para respirar. De fato, a atmosfera marciana não é muito mais densa que o vácuo. Portanto, você precisa inventariar o que está disponível e trazer os desaparecidos. Em Marte, por quilômetro quadrado de superfície, existem 173 mil toneladas de gases, 95% dos quais são dióxido de carbono. Se queremos que "tudo seja como na Terra", então para cada quilômetro quadrado da superfície precisamos de 10 milhões de toneladas de gases, 22% dos quais são oxigênio e 78% são nitrogênio. O que? Não é necessário nitrogênio, gerenciamos CO2 ou outro gás? Infelizmente, não, não vamos conseguir. O nitrogênio torna a atmosfera mais neutra e estável. O nitrogênio não é tão ativamente fixado pela biosfera como o monóxido de carbono. Além disso, o nitrogênio atmosférico, envolvido em reações bioquímicas, é um componente integrante da grande maioria das moléculas das quais a vida conhecida consiste. O núcleo de qualquer aminoácido que forma estruturas proteicas é uma molécula de nitrogênio. E com que freqüência o nitrogênio é encontrado na molécula de DNA pode ser visto na ilustração abaixo (o nitrogênio é pintado de azul). Então, sem nitrogênio - sem vida!



Então decidimos o que e o que precisamos na atmosfera. Agora, vamos imaginar: quanto custa? De acordo com estimativas aproximadas, 1,432 x 10¹⁵ toneladas de gases ou bola de gelo de nitrogênio e oxigênio com 140 km de diâmetro devem ser adicionados à atmosfera de Marte. Desta vez, para entender o quanto isso é, usaremos o Sistema de Transporte Interplanetário da SpaceX e seu foguete Big Falcon , que entregará 150 toneladas de carga útil a Marte. (Olá, Ilon!) Imagine enviar para Marte 10 foguetes por hora, 24 horas por dia, durante incontáveis ​​anos. Transportamos gelo de nitrogênio e oxigênio - portanto, ocupa menos espaço. Levaremos apenas 109 milhões de anos para preencher a atmosfera de Marte. Portanto, nem todos sobreviverão ao plantio de macieiras em Marte. Pelo contrário, não apenas tudo. Poucos podem fazer isso.

Mas isso não é tudo!

Hidrosfera

Apesar das informações na Wikipedia que derretem o gelo marciano podem cobrir Marte com uma profundidade do oceano de 35 metros (se essa água for distribuída uniformemente), apresso-me a incomodar muitos: Marte é um planeta excepcionalmente seco. Se você distribuir toda a água da Terra uniformemente sobre a superfície da Terra, a profundidade dos oceanos será de 2,7 quilômetros . Apesar do exposto, os desertos terrestres são bastante extensos. No caso de Marte, mesmo que a pressão atmosférica seja muito elevada, a água pode ser observada apenas na forma de calotas polares e de neve no topo do Olimpo. Então sim, sim: a água também terá que ser transportada de fora. E a quantidade de água que precisará ser entregue a Marte não se compara à quantidade de gases atmosféricos.

Em média, cerca de 2,6 bilhões de toneladas de água por quilômetro quadrado da superfície da Terra. Para trazer essa proporção para a Terra em Marte, será necessário fornecer 3,27 × 10¹⁷ toneladas de água ao planeta. Esta é uma bola de gelo com um diâmetro de aproximadamente 900 km. Ou seja, o corpo é comparável em tamanho a Ceres . E isso é triste, porque temos que levar água para Marte por muito mais tempo que a atmosfera: em massa, a hidrosfera desaparecida é cerca de 230 vezes mais pesada que a atmosfera perdida. Pense, Elon Musk!

Biosfera

A massa da biosfera terrestre é de cerca de 2,4 trilhões de toneladas. Em outras palavras, é, em média, 4.700 toneladas por quilômetro quadrado. Em termos de Marte, serão aproximadamente 680 bilhões de toneladas. Por um lado, isso é muito pouco e pode ser negligenciado. Mas, por outro lado, não está totalmente claro: quantos elementos químicos necessários para a vida as rochas marcianas contêm e o que (e quanto) precisa ser adicionado? No momento, os dados de pesquisa sobre a composição química das rochas marcianas estão incompletos. Se assumirmos que a densidade da biomassa é igual à densidade da água, uma potencial biomassa marciana poderia caber em uma esfera com um diâmetro de 11 quilômetros (se um metro cúbico da biosfera for considerado igual em peso a um metro cúbico de água).

Para resumir nossos déficits marcianos com a seguinte ilustração:

Em vez de um posfácio

Talvez eu incomode com este artigo alguns cidadãos que estão otimistas com a terraformação mais próxima de Marte. Até nossos descendentes distantes não verão as macieiras florescendo sob o céu azul de Marte. Pode-se fantasiar infinitamente sobre como explodiremos cargas termonucleares nas calotas polares de Marte. Ou semeie áreas equatoriais com bactérias e líquenes geneticamente identificados. Ou aqueça o planeta com espelhos orbitais gigantes. Mas a dura realidade é esta: é impossível construir uma casa sem materiais de construção. E em Marte, até agora não há quase tudo o necessário para criar condições e uma biosfera semelhante às terrestres. Não insisto em abandonar o sonho de terraformar Marte, pelo contrário. Se realmente pretendemos nos tornar uma espécie biológica que ultrapassou os limites de nosso berço e aprendemos a tornar as condições favoráveis ​​em nossos planetas em outros planetas, então é extremamente importante que percebamos a complexidade desse empreendimento. Considero este um passo necessário em direção ao nosso objetivo. Afinal, só então podemos criar ferramentas que nos permitirão atingir esse mesmo objetivo. E, no entanto, a humanidade deve aprender a planejar milênios e não viver para obter ganhos rápidos. É verdade que este é um tópico para uma conversa completamente diferente.

E, como prêmio de consolação, sugiro a todos que desejam admirar as maravilhosas representações de Marte terraformado. Amém!)



PS: Sim, quase me esqueci: preciso de um artigo sobre quais tecnologias podem ser usadas para terraformar Marte e onde posso obter materiais de construção para isso?