Физики предложили терраформировать Марс теплицами из аэрогеля

Ученые предложили новый способ модифицировать условия на Марсе для создания более подходящих для жизни земного типа условий. Согласно новой концепции терраформирования, необходимо обширные площади богатой водяным льдом поверхности покрыть куполами из силикатного аэрогеля. Это позволит одновременно повысить температуру под такими сооружениями до примерно нуля градусов, заблокировать излишки ультрафиолетового излучения и обеспечить пропускание достаточного для фотосинтеза количества видимого света. Новая идея выгодно отличается от других предложенных вариантов относительной простотой реализации, пишут авторы в журнале Nature Astronomy.

Сегодня условия на Марсе не подходят для земной жизни: там очень низкое давление, в среднем отрицательные температуры и отсутствует атмосферный кислород в существенных количествах. Вместе с тем на Красной планете много замерзшей воды и наиболее близкие к земным условия (среди планет Солнечной системы), поэтому ученые пытаются придумать способ их улучшить.

В первую очередь требуется потепление на малых и средних широтах на 50 градусов, что позволит средней температуре превысить точку плавления воды, а также нужен способ защиты от избыточного количества ультрафиолетового излучения, так как тонкая атмосфера Марса слишком мало поглощает в данном диапазоне. Для решения этих вопросов предлагается множество решений от создания специальных убежищ под поверхностью до ядерной бомбардировки полюсов.

В работе под руководством Робина Вордсворта (Robin Wordsworth) предлагается новое решение, которое выгодно отличается от предложенных ранее относительной простотой реализации. Идея заключается в покрытии крупных участков куполами из силикатного аэрогеля. В таком случае в тонком слое почвы оказываются подходящие условия для многих форм земной жизни, в том числе осуществляющих фотосинтез.

Потепление с помощью аэрогеля будет осуществляться за счет твердотельного парникового эффекта — аналога удержания тепла некоторыми газами, но в твердых телах. В пользу наличия такого явления на Марсе говорят темные пятна в районах его полюсов, то есть области растаявшего льда, временно нагретого светом, поглощенным прозрачными слоями льда и снега. Твердотельный парниковый эффект особенно силен в прозрачных для видимого излучения материалах, но обладающих низкой теплопроводностью и прозрачностью для инфракрасного излучения. Силикатный аэрогель обладает всеми указанными свойствами.

Для подтверждения теоретических оценок авторы провели лабораторные исследования с имитацией марсианских условий освещения. При потоке энергии излучения в 150 ватт на квадратный метр (среднее значения для Марса 147 Вт/м², для Земли — 342 Вт/м²) слой крошки из аэрогеля толщиной 3 сантиметра повысил температуру на 45 градусов, а плитка аэрогеля повысила более чем на 50 градусов при толщине в 2 сантиметра.

Исследователи отмечают, что в области экваториальных и средних широт Марса, где среднегодовые значения потока солнечной энергии наибольшие, найдено множество регионов с указаниями на наличие крупных залежей водяного льда на небольшой глубине. Вторым важнейшим условием является темп накопления пыли, так как она может покрыть навесы из аэрогеля, полностью заблокировав свет. Моделирование показало, что по прошествии нескольких марсианских лет слой аэрогеля обеспечит плюсовую температуру круглогодично на глубине до нескольких метров в наиболее благоприятных условиях.

Авторы отмечают, что на Земле в данный момент силикатный аэрогель производится в промышленных масштабах, а проведение крупномасштабного эксперимента по твердотельному парниковому эффекту в наиболее близких к марсианским условиям на нашей планете возможно уже сегодня. В наиболее благоприятном случае удастся получить модифицированные земные организмы, такие как губки и диатомовые водоросли, которые будут не только строить собственные «скелеты» из диоксида кремния, но и создавать необходимый для терраформирования Марса материал в больших количествах.

Одним из наиболее важных недавних открытий стало обнаружение на Красной планете полярного подледного озера, которое к тому же указало на вулканическую активность. Ученые давно пытаются подготовить человека к межпланетным перелетам, в частности, в психологическом плане. 

Тимур Кешелава

Источник: nplus1.ru