Автономные конструкции из аэрогеля диоксида кремния позволят создать на Марсе локальные обитаемые зоны с привычными нам плюсовыми температурами, достаточным количеством света для фотосинтеза и безопасной от губительного ультрафиолетового излучения средой, заявляют ученые в исследовании, представленном в журнале Nature Astronomy.
«Такой региональный подход к терраформированию Марса гораздо более достижим, чем глобальное изменение его атмосферы. В отличие от предыдущих идей сделать Красную планету пригодной для жизни, наш подход можно систематически совершенствовать и тестировать с применением материалов и технологий, которые нам доступны уже сегодня», – рассказывает Робин Вордсвурт, ведущий автор исследования из Гарвардского университета (США).
Человечество на протяжении многих десятилетий мечтает изменить марсианский климат, чтобы сделать его пригодным для жизни. Первым, кто предложил научный подход к терраформированию Марса, был американский астроном Карл Саган, описавший в своей работе 1971 года идею, что испарение ледяных шапок северного полюса, возможно, позволит повысить глобальную температуру на планете благодаря парниковому эффекту и значительно увеличит вероятность появления резервуаров с жидкой водой.
Исследование Карла Сагана сподвигло других астрономов и ученых серьезно отнестись к идее создания обитаемого Марса, и ключевым моментом последнего времени был вопрос: достаточно ли на нем парниковых газов и воды, чтобы повысить атмосферное давление до уровня, подобного Земле? К сожалению, в 2018 году ученые показали, что увеличить таким образом атмосферное давление до необходимого уровня невозможно, и, казалось, терраформирование Марса останется для нас несбыточной мечтой.
Однако теперь у исследователей из Гарвардского университета, Лаборатории реактивного движения NASA и Эдинбургского университета (Великобритания) появилась новая идея. Вместо того, чтобы пытаться изменить всю планету, они выбрали региональный подход.
Ученые предполагают, что определенные районы поверхности Красной планеты можно было бы сделать обитаемыми с помощью аэрогеля кремнезема, который сымитирует атмосферный парниковый эффект Земли. Посредством моделирования и экспериментов исследователи выяснили, что экран из этого материала толщиной от двух до трех сантиметров может пропускать достаточно видимого света для фотосинтеза, блокировать опасное ультрафиолетовое излучение и постоянно поддерживать температуру выше нуля, и все это без необходимости применения любого внутреннего источника тепла.
«Марс – самая «обитаемая планета» в нашей Солнечной системе после Земли. Но сегодня он по-прежнему остается враждебным миром для многих видов жизни. Система создания небольших островков обитаемости позволит нам трансформировать Марс контролируемым и масштабируемым образом», – пояснила Лаура Кербер, соавтор исследования из Лаборатории реактивного движения NASA.
Ученые отмечают, что на исследование их вдохновил естественный процесс, протекающий на современном Марсе.
В отличие от полярных ледяных шапок Земли, которые состоят из замерзшей воды, их аналоги на Красной планете представляют собой сочетание водяного льда и замороженного углекислого газа. Как и его газообразная форма, замороженный оксид углерода позволяет солнечному свету проникать, удерживая его тепло. Летом такой «твердотельный парниковый эффект» создает теплые очаги подо льдом.
«Мы начали думать об этом процессе и о том, как его можно использовать для создания обитаемой среды на Марсе. В первую очередь нам нужно было найти материал, который пропускает много света и при этом хорошо удерживает тепло», – добавил Робин Вордсвурт.
В результате авторы работы остановились на кремниевом аэрогеле, одном из самых изоляционных материалов из когда-либо созданных. Он, по мнению ученых, является крайне перспективным при создании локальных очагов жизни на Марсе, так как не требует большого количества энергии или обслуживания и может сохранять область, заключенную под ним, теплой в течение длительного периода времени.
«Аэрогель диоксида кремния может быть использован для строительства жилых куполов или даже автономных биосфер на Марсе. Сейчас мы планируем провести полевые испытания и проверить материал в «марсианских» условиях Антарктиды или Чили», – резюмируют исследователи.
