stringtranslate.com

Терраформирование Марса

Серия из четырех иллюстраций планеты, на каждой из которых изображено больше жидкой воды, растительности, облаков и атмосферной дымки.
Художественное представление процесса терраформирования Марса.

Терраформирование Марса или терраформирование Марса — это гипотетическая процедура, которая будет состоять из проекта планетарного инжиниринга или параллельных проектов, стремящихся преобразовать Марс из планеты, враждебной земной жизни , в такую, которая могла бы устойчиво принимать людей и другие формы жизни без защиты или посредничества. Процесс будет включать в себя изменение существующего климата планеты , атмосферы и поверхности посредством различных ресурсоемких инициатив, а также установку новой экологической системы или систем. [1]

Обоснования выбора Марса среди других потенциальных целей терраформирования включают наличие воды и геологическую историю, которая предполагает, что когда-то он имел плотную атмосферу, похожую на земную. Опасности и трудности включают низкую гравитацию, токсичную почву, низкий уровень освещенности относительно Земли и отсутствие магнитного поля .

Существуют разногласия по поводу того, могут ли современные технологии сделать планету пригодной для жизни. Причины возражений против терраформирования включают этические проблемы терраформирования и значительные затраты, которые повлечет за собой такое начинание. Причины терраформирования планеты включают в себя уменьшение беспокойства по поводу использования и истощения ресурсов на Земле и аргументы о том, что изменение и последующее или одновременное заселение других планет снижает вероятность вымирания человечества .

Мотивация и побочные эффекты

Иллюстрация растений, растущих на гипотетической базе на Марсе [2]

Будущий рост населения, спрос на ресурсы и альтернативное решение аргумента о Судном дне могут потребовать человеческой колонизации других тел , помимо Земли , таких как Марс , Луна и другие объекты. Колонизация космоса облегчила бы сбор энергии и материальных ресурсов Солнечной системы . [3]

Во многих аспектах Марс наиболее похож на Землю из всех других планет Солнечной системы. [ необходима цитата ] Считается [4] , что Марс имел более похожую на Землю среду в начале своей геологической истории , с более плотной атмосферой и обильной водой, которая была потеряна в течение сотен миллионов лет из- за утечки через атмосферу . Учитывая основы сходства и близости, Марс мог бы стать одной из самых вероятных целей терраформирования в Солнечной системе.

Побочные эффекты терраформирования включают потенциальное перемещение или уничтожение любой местной жизни , если таковая существует. [5] [6] [7] [8]

Проблемы и ограничения

Эта диаграмма показывает изменение в атмосфере, выходящей из Марса, если бы ее температура была близка к средней температуре на Земле. Считается, что Марс был теплым в прошлом (из-за признаков жидкой воды на поверхности), и терраформирование снова сделает его теплым. При таких температурах кислород и азот выходили бы в космос гораздо быстрее, чем сегодня.

Марсианская среда представляет несколько проблем терраформирования, которые необходимо преодолеть, и масштаб терраформирования может быть ограничен определенными ключевыми факторами окружающей среды. Процесс терраформирования направлен на смягчение следующих различий между Марсом и Землей, среди прочих:

Противодействие влиянию космической погоды

Марс не имеет собственного глобального магнитного поля, но солнечный ветер напрямую взаимодействует с атмосферой Марса, что приводит к образованию магнитосферы из магнитных полевых трубок . [16] Это создает проблемы для смягчения солнечной радиации и сохранения атмосферы.

Отсутствие магнитного поля, его относительно небольшая масса и его атмосферная фотохимия, все это могло бы способствовать испарению и потере его поверхностной жидкой воды с течением времени. [17] Выброс марсианских атмосферных атомов, вызванный солнечным ветром, был обнаружен зондами, вращающимися вокруг Марса, что указывает на то, что солнечный ветер со временем очистил марсианскую атмосферу. Для сравнения, хотя Венера имеет плотную атмосферу, на ней есть только следы водяного пара (20 ppm), поскольку у нее отсутствует большое, индуцированное диполем магнитное поле. [16] [18] [17] Озоновый слой Земли обеспечивает дополнительную защиту. Ультрафиолетовый свет блокируется до того, как он успевает диссоциировать воду на водород и кислород. [19]

Низкая гравитация и давление

Поверхностная гравитация на Марсе составляет 38% от земной. Неизвестно, достаточно ли этого, чтобы предотвратить проблемы со здоровьем, связанные с невесомостью . [20]

CO2 Марса
2Атмосфера имеет около 1% давления Земли на уровне моря. По оценкам, там достаточно CO
2лед в реголите и южной полярной шапке, образуя атмосферу от 30 до 60 килопаскалей [кПа] (от 4,4 до 8,7 фунтов на квадратный дюйм), если он высвобождается в результате планетарного потепления. [21] Повторное появление жидкой воды на поверхности Марса усилит эффекты потепления и плотность атмосферы, [21] но более низкая гравитация Марса требует в 2,6 раза больше массы воздуха в столбе Земли, чтобы получить оптимальное давление в 100 кПа (15 фунтов на квадратный дюйм) на поверхности. [22] Дополнительные летучие вещества для увеличения плотности атмосферы должны поставляться из внешнего источника, например, путем перенаправления нескольких массивных астероидов (всего 40-400 миллиардов тонн), содержащих аммиак ( NH
3) как источник азота . [21]

Дыхание на Марсе

Текущие условия в атмосфере Марса, при давлении менее 1 кПа (0,15 фунтов на квадратный дюйм) атмосферного давления, значительно ниже предела Армстронга в 6 кПа (0,87 фунтов на квадратный дюйм), при котором очень низкое давление приводит к выкипанию жидкостей организма, таких как слюна, слезы и жидкости, смачивающие альвеолы ​​в легких. Без скафандра никакое количество пригодного для дыхания кислорода, доставляемое любыми способами, не будет поддерживать кислородную жизнь более нескольких минут. [23] [24] В техническом отчете НАСА «Быстрые (взрывные) декомпрессионные чрезвычайные ситуации у субъектов в скафандрах» после воздействия давления ниже предела Армстронга выживший сообщил, что его «последним сознательным воспоминанием было то, как вода на его языке начала кипеть». [24] В этих условиях люди умирают в течение нескольких минут, если скафандр не обеспечивает жизнеобеспечение.

Если атмосферное давление на Марсе может подняться выше 19 кПа (2,8 фунта на квадратный дюйм), то скафандр не понадобится. Посетителям нужно будет носить только маску, которая поставляет 100% кислорода под положительным давлением. Дальнейшее увеличение атмосферного давления до 24 кПа (3,5 фунта на квадратный дюйм) позволит использовать простую маску, поставляющую чистый кислород. [25] [ необходимо разъяснение ] Это может выглядеть похоже на альпинистов, которые рискуют попасть в зону давления ниже 37 кПа (5,4 фунта на квадратный дюйм), также называемую зоной смерти , где недостаточное количество баллонного кислорода часто приводило к гипоксии со смертельным исходом. [26] Однако, если повышение атмосферного давления было достигнуто за счет увеличения CO2 ( или другого токсичного газа), маска должна была бы гарантировать, что внешняя атмосфера не попадает в дыхательный аппарат. Концентрация CO2 всего лишь 1% вызывает сонливость у людей. Концентрация от 7% до 10% может вызвать удушье даже при наличии достаточного количества кислорода. (См. Токсичность углекислого газа .)

В 2021 году марсоход NASA Perseverance смог произвести кислород на Марсе. Однако этот процесс сложен и требует значительного времени для производства небольшого количества кислорода. [27]

Преимущества

Гипотетический терраформированный Марс

По мнению ученых, Марс находится на внешнем краю обитаемой зоны , области Солнечной системы, где жидкая вода на поверхности может поддерживаться, если концентрированные парниковые газы могут увеличить атмосферное давление. [21] Отсутствие как магнитного поля , так и геологической активности на Марсе может быть результатом его относительно небольших размеров, что позволило внутренним частям остыть быстрее, чем на Земле, хотя детали такого процесса до сих пор не очень хорошо изучены. [28] [29]

Существуют веские основания полагать, что на ранней стадии развития Марса его атмосфера была такой же плотной, как и у Земли, и что ее давление поддерживало обилие жидкой воды на поверхности . [30] Хотя вода, по-видимому, когда-то присутствовала на поверхности Марса, в настоящее время подземный лед существует от средних широт до полюсов. [31] [32] Почва и атмосфера Марса содержат многие из основных элементов, имеющих решающее значение для жизни, включая серу, азот, водород, кислород, фосфор и углерод. [ 33]

Любое изменение климата, которое может произойти в ближайшем будущем, скорее всего, будет вызвано парниковым эффектом, вызванным увеличением содержания углекислого газа в атмосфере ( CO
2) и последующее увеличение содержания водяного пара в атмосфере. Эти два газа являются единственными вероятными источниками парникового эффекта, которые имеются в больших количествах в среде Марса. [34] Большое количество водяного льда находится под поверхностью Марса, а также на поверхности на полюсах, где он смешивается с сухим льдом , замороженным CO 2 . Значительное количество воды находится на южном полюсе Марса, который, если бы расплавился, соответствовал бы общепланетному океану глубиной 5–11 метров. [35] [36] Замороженный углекислый газ (CO 2 ) на полюсах сублимируется в атмосферу во время марсианского лета, и небольшое количество остатков воды остается позади, которые быстрые ветры уносят с полюсов со скоростью, приближающейся к 400 км/ч (250 миль в час). [ необходима цитата ] [ оригинальное исследование? ] Это сезонное явление переносит большое количество пыли и водяного льда в атмосферу, образуя ледяные облака , подобные земным . [37]

Большая часть кислорода в марсианской атмосфере присутствует в виде углекислого газа (CO 2 ), основного компонента атмосферы. Молекулярный кислород (O 2 ) существует только в следовых количествах. Большое количество кислорода также можно найти в оксидах металлов на поверхности Марса и в почве в форме пернитратов . [38] Анализ образцов почвы, взятых посадочным модулем Phoenix, показал наличие перхлората , который использовался для высвобождения кислорода в химических генераторах кислорода . [39] Электролиз можно было бы использовать для разделения воды на Марсе на кислород и водород, если бы было достаточно жидкой воды и электричества. Однако, если бы он был выпущен в атмосферу, он бы улетучился в космос.

Предлагаемые методы и стратегии

Терраформирование Марса повлечет за собой три основных взаимосвязанных изменения: создание магнитосферы, создание атмосферы и повышение температуры. Атмосфера Марса относительно тонкая и имеет очень низкое поверхностное давление. Поскольку его атмосфера состоит в основном из CO 2 , известного парникового газа , как только Марс начнет нагреваться, CO 2 может помочь сохранить тепловую энергию вблизи поверхности. Более того, по мере нагревания в атмосферу должно поступать больше CO 2 из замороженных запасов на полюсах, усиливая парниковый эффект . Это означает, что два процесса создания атмосферы и ее нагревания будут дополнять друг друга, способствуя терраформированию. Однако будет трудно сохранить атмосферу из-за отсутствия защитного глобального магнитного поля от эрозии солнечным ветром . [40] [41] [42] [43]

Импорт аммиака

Одним из методов увеличения марсианской атмосферы является введение аммиака (NH 3 ). Большие количества аммиака, вероятно, существуют в замороженном виде на малых планетах, вращающихся во внешней Солнечной системе . Возможно, можно перенаправить орбиты этих или более мелких объектов, богатых аммиаком, так, чтобы они сталкивались с Марсом, тем самым перенося аммиак в марсианскую атмосферу. [44] [21] Однако аммиак нестабилен в марсианской атмосфере. Он распадается на (двухатомный) азот и водород через несколько часов. [45] Таким образом, хотя аммиак является мощным парниковым газом , он вряд ли вызовет большое потепление планеты. Предположительно, азотный газ в конечном итоге будет истощен теми же процессами, которые лишили Марс большей части его первоначальной атмосферы, но эти процессы, как полагают, потребовали сотен миллионов лет. Будучи намного легче, водород будет удален гораздо быстрее. Плотность углекислого газа в 2,5 раза превышает плотность аммиака, а плотность азота, который едва удерживается на Марсе, более чем в 1,5 раза выше, поэтому любой импортированный аммиак, который не распался, также быстро улетучился бы в космос.

Импорт углеводородов

Другим способом создания марсианской атмосферы был бы импорт метана (CH 4 ) или других углеводородов , [46] [47] которые распространены в атмосфере Титана и на его поверхности ; метан мог бы быть выброшен в атмосферу, где он будет действовать, усугубляя парниковый эффект. [48] Однако, как и аммиак (NH 3 ), метан (CH 4 ) является относительно легким газом. На самом деле он даже менее плотный, чем аммиак, и поэтому был бы также потерян в космосе, если бы был введен, и с большей скоростью, чем аммиак. Даже если бы был найден метод, чтобы предотвратить его утечку в космос, метан может существовать в марсианской атмосфере только ограниченный период времени, прежде чем он будет разрушен. Оценки его времени жизни колеблются от 0,6 до 4 лет. [49] [50]

Использование фтористых соединений

Особенно мощные парниковые газы, такие как гексафторид серы , хлорфторуглероды (ХФУ) или перфторуглероды (ПФУ), были предложены как в качестве средства первоначального потепления Марса, так и для поддержания долгосрочной стабильности климата. [21] [22] [51] [34] Эти газы предлагаются для введения, потому что они создают парниковый эффект в тысячи раз сильнее, чем у CO2 . Соединения на основе фтора, такие как гексафторид серы и перфторуглероды, предпочтительнее соединений на основе хлора, поскольку последние разрушают озон . Было подсчитано, что для сублимации ледников CO2 южного полюса в атмосферу Марса необходимо будет ввести около 0,3 микробара ХФУ . [ 51] Это эквивалентно массе около 39 миллионов тонн, то есть примерно в три раза больше количества ХФУ, произведенного на Земле с 1972 по 1992 год (когда производство ХФУ было запрещено международным договором). [51] Поддержание температуры потребует постоянного производства таких соединений, поскольку они разрушаются из-за фотолиза. Было подсчитано, что введение 170 килотонн оптимальных парниковых соединений (CF 3 CF 2 CF 3 , CF 3 SCF 2 CF 3 , SF 6 , SF 5 CF 3 , SF 4 (CF 3 ) 2 ) в год будет достаточным для поддержания парникового эффекта в 70 К, учитывая терраформированную атмосферу с давлением и составом, подобными земным. [22]

Типичные предложения предусматривают производство газов на Марсе с использованием местных добываемых материалов, ядерной энергии и значительных промышленных усилий. Потенциал добычи фторсодержащих минералов для получения сырья, необходимого для производства ХФУ и ПФУ, подтверждается минералогическими исследованиями Марса, которые оценивают элементное присутствие фтора в общем составе Марса в 32 ppm по массе (по сравнению с 19,4 ppm для Земли). [22]

В качестве альтернативы ХФУ можно было бы ввести, отправив ракеты с полезным грузом из сжатых ХФУ на встречные курсы с Марсом. [38] Когда ракеты врезались бы в поверхность, они бы сбросили свой полезный груз в атмосферу. Постоянный шквал этих «ракет ХФУ» должен был бы поддерживаться чуть более десятилетия, пока Марс не изменится химически и не станет теплее.

Использование проводящих наностержней

Исследование 2024 года предложило использовать наностержни , состоящие из проводящего материала, такого как алюминий или железо, полученного путем переработки марсианских минералов. Эти наностержни будут рассеивать и поглощать тепловой инфракрасный восходящий поток с поверхности, тем самым нагревая планету. Утверждается, что этот процесс более чем в 5000 раз эффективнее (с точки зрения нагрева на единицу массы), чем нагревание с использованием фтористых соединений. [52] [53]

Использование орбитальных зеркал

Зеркала из тонкой алюминированной пленки ПЭТ можно разместить на орбите вокруг Марса, чтобы увеличить общую инсоляцию, которую он получает. [21] Это направит солнечный свет на поверхность и может напрямую повысить температуру поверхности Марса. Зеркало радиусом 125 км можно расположить как статит , используя его эффективность в качестве солнечного паруса , чтобы вращаться по орбите в стационарном положении относительно Марса, вблизи полюсов, для сублимации CO
2ледяной покров и способствуют парниковому эффекту. Однако, были обнаружены некоторые проблемы с этим. Основная проблема заключается в сложности запуска больших зеркал с Земли. [21]

Применение ядерного оружия

Илон Маск предложил терраформировать Марс, взорвав ядерное оружие на полярных шапках Марса , чтобы испарить их и выпустить углекислый газ и водяной пар в атмосферу. Углекислый газ и водяной пар являются парниковыми газами , и в результате более плотная атмосфера будет удерживать тепло от Солнца , повышая температуру планеты. Образование жидкой воды может быть очень благоприятным для растений, вырабатывающих кислород, и, таким образом, для выживания человека. [54] [55] [56] [57] [58]

Исследования показывают, что даже если весь CO2, запертый в полярных льдах и реголите Марса , будет выпущен, этого будет недостаточно, чтобы обеспечить значительное парниковое потепление и превратить Марс в планету, подобную Земле. [54] [59] [60] Другое критическое замечание заключается в том, что это приведет к поднятию достаточного количества пыли и частиц, чтобы заблокировать значительную часть поступающего солнечного света, вызвав ядерную зиму , что является противоположностью цели. [54]

Уменьшение альбедо

Уменьшение альбедо марсианской поверхности также позволит более эффективно использовать входящий солнечный свет с точки зрения поглощения тепла. [61] Это можно сделать, распространив темную пыль со спутников Марса, Фобоса и Деймоса , которые являются одними из самых черных тел в Солнечной системе; или внедрив темные экстремофильные микробные формы жизни, такие как лишайники , водоросли и бактерии. [ необходима цитата ] Тогда земля будет поглощать больше солнечного света, нагревая атмосферу. Однако Марс уже является второй самой темной планетой в Солнечной системе, поглощая более 70% входящего солнечного света, поэтому возможности для его дальнейшего затемнения невелики.

Если бы водоросли или другая зеленая жизнь были созданы, они бы также внесли небольшое количество кислорода в атмосферу, хотя и недостаточное, чтобы позволить людям дышать. Процесс преобразования для производства кислорода в значительной степени зависит от воды, без которой CO 2 в основном преобразуется в углеводы. [62] Кроме того, поскольку на Марсе атмосферный кислород теряется в космосе (если только не будет создана искусственная магнитосфера; см. «Защита атмосферы» ниже), такую ​​жизнь необходимо было бы культивировать внутри закрытой системы.

26 апреля 2012 года ученые сообщили, что лишайник выжил и показал замечательные результаты по способности адаптации к фотосинтетической активности в течение 34 дней моделирования марсианских условий в Лаборатории моделирования Марса (MSL), поддерживаемой Немецким аэрокосмическим центром (DLR). [63] [64]

Последняя проблема с уменьшением альбедо — это обычные марсианские пылевые бури . Они покрывают всю планету на несколько недель и не только увеличивают альбедо, но и блокируют солнечный свет от поверхности. Было замечено, что это вызывает падение температуры поверхности, от которого планете требуются месяцы, чтобы восстановиться. [65] Как только пыль оседает, она покрывает все, на что приземляется, эффективно стирая материал уменьшения альбедо с поверхности Солнца .

Финансируемое исследование: экопоэзис

Испытательный стенд Mars Ecopoiesis с прозрачным куполом, позволяющим использовать солнечное тепло и фотосинтез, а также система штопора для сбора и герметизации марсианского грунта вместе с земными организмами, вырабатывающими кислород. Общая длина составляет около 7 сантиметров (2,8 дюйма).

С 2014 года программа NASA Institute for Advanced Concepts (NIAC) и Techshot Inc работают вместе над разработкой герметичных биокупола, которые будут использовать колонии цианобактерий и водорослей , производящих кислород, для производства молекулярного кислорода (O 2 ) на марсианской почве. [66] [67] [68] Но сначала им нужно проверить, работает ли это в малых масштабах на Марсе. [69] Предложение называется Mars Ecopoiesis Test Bed. [70] Юджин Боланд — главный научный сотрудник Techshot, компании, расположенной в Гринвилле, штат Индиана. [66] Они намерены отправить небольшие канистры с экстремофильными фотосинтезирующими водорослями и цианобактериями на борт будущей миссии марсохода. Марсоход будет ввинчивать 7-сантиметровые (2,8 дюйма) канистры в выбранные места, где, вероятно, будут наблюдаться переходные процессы жидкой воды, забирая часть марсианской почвы , а затем выпускать микроорганизмы, производящие кислород, для роста в герметичной почве. [66] [71] Аппаратура будет использовать марсианский подповерхностный лед, поскольку его фаза меняется на жидкую воду. [69] Затем система будет искать кислород, выделяемый как побочный продукт метаболизма , и сообщать результаты на ретрансляционный спутник, вращающийся вокруг Марса. [68] [71]

Если этот эксперимент сработает на Марсе, они предложат построить несколько больших и герметичных структур, называемых биокуполами , для производства и сбора кислорода для будущих систем жизнеобеспечения человеческой миссии на Марс . [71] [72] Возможность создания кислорода там обеспечит значительную экономию средств для НАСА и позволит проводить более длительные визиты людей на Марс, чем это было бы возможно, если бы астронавтам пришлось перевозить собственные тяжелые кислородные баллоны. [72] Этот биологический процесс, называемый экопоэзисом , будет изолирован, в ограниченных областях, и не подразумевается как тип глобальной планетарной инженерии для терраформирования атмосферы Марса, [68] [72] но НАСА заявляет, что «это будет первый крупный скачок от лабораторных исследований к реализации экспериментальных (в отличие от аналитических) планетарных исследований in situ, представляющих наибольший интерес для планетарной биологии, экопоэза и терраформирования». [68]

Исследования в Университете Арканзаса, представленные в июне 2015 года, показали, что некоторые метаногены могут выживать в условиях низкого давления Марса . [73] Ребекка Микол обнаружила, что в ее лаборатории четыре вида метаногенов выжили в условиях низкого давления, которые были похожи на подповерхностный жидкий водоносный слой на Марсе. Четыре вида, которые она протестировала, были Methanothermobacter wolfeii , Methanosarcina barkeri , Methanobacterium formicicum и Methanococcus maripaludis . [73] Метаногенам не нужен кислород или органические питательные вещества, они нефотосинтезирующие, используют водород в качестве источника энергии и углекислый газ (CO 2 ) в качестве источника углерода, поэтому они могут существовать в подповерхностных средах на Марсе. [73]

Защита атмосферы

Выход из атмосферы Марса ( углерод , кислород и водород ) с помощью MAVEN в УФ-диапазоне [74]

Одним из ключевых аспектов терраформирования Марса является защита атмосферы (как существующей, так и будущей) от потери в космосе. Некоторые ученые выдвигают гипотезу, что создание искусственной магнитосферы по всей планете будет полезным в решении этой проблемы. По словам двух японских ученых NIFS, это возможно сделать с помощью современных технологий, построив систему охлаждаемых широтных сверхпроводящих колец, каждое из которых будет переносить достаточное количество постоянного тока . [75]

В том же отчете утверждается, что экономическое воздействие системы можно свести к минимуму, используя ее также в качестве планетарной системы передачи и хранения энергии (СМЭС).

Магнитный экран на L1орбита

Магнитный щит на орбите L1 вокруг Марса

Во время семинара Planetary Science Vision 2050 [17] в конце февраля 2017 года ученый NASA Джим Грин предложил концепцию размещения магнитного дипольного поля между планетой и Солнцем для защиты его от высокоэнергетических солнечных частиц. Оно будет расположено на орбите Лагранжа Марса L 1 примерно в 320 R ♂ , создавая частичную и удаленную искусственную магнитосферу. Поле должно быть «сопоставимо с Землей» и поддерживать50 мкТл , измеренных на расстоянии 1 радиуса Земли. В аннотации статьи говорится, что этого можно достичь с помощью магнита с силой 1–2 тесла (10 000–20 000 гаусс ). [76] Если щит будет построен, он может позволить планете частично восстановить свою атмосферу. [77] [78] [17]

Плазменный тор вдоль орбиты Фобоса

Плазменный тор вдоль орбиты Фобоса, ионизированный и ускоренный частицами с Луны, может быть достаточным для создания магнитного поля, достаточно сильного, чтобы защитить терраформированный Марс. [79] [80]

Термодинамика терраформирования

Общая энергия, необходимая для сублимации CO 2 из южной полярной шапки, была смоделирована Зубриным и Маккеем в 1993 году. [21] При использовании орбитальных зеркал, по оценкам, потребуется 120 МВт-лет электроэнергии для производства зеркал, достаточно больших, чтобы испарить ледяные шапки. Это считается наиболее эффективным методом, хотя и наименее практичным. При использовании мощных парниковых газов на основе галоидоуглерода, для достижения этого нагрева потребуется порядка 1000 МВт-лет электроэнергии. Однако, если весь этот CO 2 будет выброшен в атмосферу, это всего лишь удвоит [34] текущее атмосферное давление с 6 мбар до 12 мбар, что составит около 1,2% от среднего давления на уровне моря на Земле. Количество потепления, которое может быть произведено сегодня при выгрузке даже 100 мбар CO 2 в атмосферу, невелико, примерно порядка10 К. [ 34] Кроме того, попав в атмосферу, он, вероятно, будет быстро удален либо путем диффузии в недра и адсорбции , либо путем повторной конденсации на полярных шапках. [34]

Температура поверхности или атмосферы, необходимая для существования жидкой воды, не определена, и жидкая вода, предположительно, может существовать при температуре атмосферы всего лишь 245 К (−28 °C; −19 °F). Однако потепление10 К — это намного меньше, чем считалось необходимым для образования жидкой воды. [34]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Бич, Мартин; Секбах, Джозеф; Гордон, Ричард (2022). Терраформирование Марса. Hoboken Beverly: Scrivener publishing. ISBN 9781119761969.
  2. ↑ Keeter, Bill (6 февраля 2018 г.). «ISS Daily Summary Report – 2/06/2018». NASA . Архивировано из оригинала 19 января 2022 г. Получено 26 мая 2019 г.
  3. ^ Сэвидж, Маршалл Томас (1992). Проект тысячелетия: колонизация Галактики за восемь простых шагов. Little, Brown and Company . ISBN 978-0-316-77163-4. Архивировано из оригинала 2 июля 2019 г. . Получено 19 апреля 2018 г. .
  4. ↑ Уолл, Майк (8 апреля 2013 г.). «Большая часть атмосферы Марса потеряна в космосе». Space.com . Архивировано из оригинала 30 января 2016 г. Получено 9 апреля 2013 г.
  5. ^ «Судьба Bungie и наука терраформирования – Критическая разведка – The Escapist». The Escapist . 11 сентября 2014 г. Архивировано из оригинала 24 сентября 2015 г. Получено 2 июня 2015 г.
  6. ^ Фогг, Мартин Дж. (октябрь 1999 г.). Этические аспекты космического поселения (PDF) . 50-й Международный астронавтический конгресс. Амстердам, Нидерланды: Международная астронавтическая федерация . IAA-99-IAA.7.1.07. Архивировано (PDF) из оригинала 23 сентября 2017 г.
  7. ^ «Этика терраформирования Марса: обзор» (PDF) . Команда iGEM Valencia. 2010. Архивировано из оригинала (PDF) 5 декабря 2019 г. . Получено 26 мая 2019 г. .
  8. ^ Маккей, Кристофер (2002). «Имеют ли местные марсианские бактерии приоритет над человеческими исследованиями?». В Зубрин, Роберт (ред.). На Марс: колонизация нового мира . Серия Apogee Books Space. стр. 177–182. ISBN 1-896522-90-4.
  9. ^ "Солнечный свет на Марсе – достаточно ли света на Марсе для выращивания томатов?". first the seed foundation . Архивировано из оригинала 26 ноября 2018 г. Получено 26 ноября 2018 г.
  10. ^ Франц, Хизер Б.; Трейнер, Мелисса Г.; Мэйлспин, Чарльз А.; Махаффи, Пол Р.; Атрея, Сушил К.; Беккер, Ричард Х.; Бенна, Мехди; Конрад, Памела Г.; Эйгенброд, Дженнифер Л. (1 апреля 2017 г.). «Первоначальные эксперименты с калибровочным газом SAM на Марсе: результаты и последствия квадрупольного масс-спектрометра». Planetary and Space Science . 138 : 44–54. Bibcode :2017P&SS..138...44F. doi :10.1016/j.pss.2017.01.014. ISSN  0032-0633.
  11. ^ Гиффорд, Шейна Э. (18 февраля 2014 г.). «Расчетные риски: как радиация влияет на пилотируемое исследование Марса». Space.com . Архивировано из оригинала 10 декабря 2019 г. Получено 26 ноября 2018 г.
  12. ^ "Focus Sections :: The Planet Mars". MarsNews.com. Архивировано из оригинала 7 апреля 2015 г. Получено 8 сентября 2007 г.{{cite web}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка )
  13. ^ Скоулз, Сара (27 ноября 2023 г.). «Марсу нужны насекомые — если люди когда-нибудь поселятся на красной планете, им придется привезти с собой насекомых». The New York Times . Архивировано из оригинала 28 ноября 2023 г. Получено 28 ноября 2023 г.
  14. ↑ Сэмпл, Иэн (6 июля 2017 г.). «Марс покрыт токсичными химикатами, которые могут уничтожить живые организмы, показывают тесты». The Guardian . Архивировано из оригинала 18 февраля 2021 г. Получено 26 ноября 2018 г.
  15. ↑ Дэвид, Леонард (13 июня 2013 г.). «Токсичный Марс: астронавты должны иметь дело с перхлоратом на Красной планете». Space.com . Архивировано из оригинала 20 ноября 2020 г. Получено 26 ноября 2018 г.
  16. ^ аб Вайсберг, OL; Ермаков В.Н.; Шувалов, С.Д.; Зеленый, Л.М.; Халекас, Дж.; ДиБраччо, Джорджия; Макфадден, Дж.; Дубинин Е.М. (23 марта 2018). «Структура марсианской магнитосферы в дневной области Терминатора, наблюдаемая на космическом корабле MAVEN». Журнал геофизических исследований: Космическая физика . 123 (4). Американский геофизический союз (опубликовано в апреле 2018 г.): 2679–2695. arXiv : 1801.08878 . Бибкод : 2018JGRA..123.2679V. дои : 10.1002/2018JA025202 . eISSN  2169-9402. ISSN  2169-9380.
  17. ^ abcd Грин, Дж. Л.; Холлингсворт, Дж. Будущая марсианская среда для науки и исследований (PDF) . Семинар Planetary Science Vision 2050 2017. Архивировано (PDF) из оригинала 1 октября 2021 г. Получено 4 августа 2020 г.
  18. ^ Сведхем, Хакан; Титов, Дмитрий В.; Тейлор, Фредрик В.; Витасс, Оливер (29 ноября 2007 г.). «Венера как более похожая на Землю планета». Nature . 450 (7170): 629–632. Bibcode :2007Natur.450..629S. doi :10.1038/nature06432. PMID  18046393. S2CID  1242297.
  19. ↑ Гарнер, Роб (30 сентября 2015 г.). «Как защитить астронавтов от космической радиации на Марсе». NASA . Архивировано из оригинала 6 марта 2016 г. Получено 3 марта 2016 г.
  20. ↑ Gravity Hurts (so Good) Архивировано 28 мая 2017 г. в Wayback Machine – NASA 2001 г.
  21. ^ abcdefghi Роберт М. Зубрин (Pioneer Astronautics), Кристофер П. Маккей. Исследовательский центр Эймса NASA (ок. 1993 г.). «Технологические требования к терраформированию Марса». Архивировано из оригинала 1 февраля 2016 г. Получено 10 августа 2006 г.
  22. ^ abcd Gerstell, MF; Francisco, JS; Yung, YL; Boxe, C.; Aaltonee, ET (2001). «Согреваем Марс новыми суперпарниковыми газами». Труды Национальной академии наук . 98 (5): 2154–2157. Bibcode : 2001PNAS ... 98.2154G. doi : 10.1073/pnas.051511598 . PMC 30108. PMID  11226208. 
  23. ^ Джеффри А. Лэндис. «Воздействие вакуума на человека». Джеффри А. Лэндис. Архивировано из оригинала 21 июля 2009 г. Получено 21 марта 2016 г.
  24. ^ ab "Человеческое тело в вакууме". Архивировано из оригинала 14 октября 2014 года.
  25. ^ "NASA – Airborne Science – ER-2 History of the Pressure Suit". Архивировано из оригинала 25 марта 2016 г. Получено 22 марта 2016 г.
  26. ^ Grocott, Michael PW; Martin, Daniel S.; Levett, Denny ZH; McMorrow, Roger; Windsor, Jeremy; Montgomery, Hugh E. (2009). «Газы артериальной крови и содержание кислорода у альпинистов на Эвересте». N Engl J Med . 360 (2): 140–9. doi : 10.1056/NEJMoa0801581 . PMID  19129527. Архивировано из оригинала 1 октября 2021 г. Получено 22 сентября 2021 г.
  27. ^ «Марсоход NASA Perseverance впервые в истории добыл кислород на Марсе — следующим может стать вода, говорят ученые». 22 апреля 2021 г.
  28. ↑ Валентайн, Тереза; Амде, Лишан (9 ноября 2006 г.). «Магнитные поля и Марс». Mars Global Surveyor @ NASA. Архивировано из оригинала 14 сентября 2012 г. Получено 17 июля 2009 г.
  29. ^ "Множественные падения астероидов, возможно, уничтожили магнитное поле Марса – WIRED". WIRED . 20 января 2011 г. Архивировано из оригинала 26 июня 2015 г. Получено 2 июня 2015 г.
  30. ↑ Доктор Тони Филлипс (21 ноября 2008 г.). «Солнечный ветер разрывает марсианскую атмосферу». NASA. Архивировано из оригинала 17 февраля 2009 г. Получено 1 апреля 2015 г.
  31. ^ Крутые склоны на Марсе раскрывают структуру погребенного льда. Архивировано 17 июня 2019 г. на Wayback Machine . Пресс-релиз NASA. 11 января 2018 г.
  32. ^ Ледяные скалы, обнаруженные на Марсе. Архивировано 28 января 2018 г. в Wayback Machine . Science News . Paul Voosen. 11 января 2018 г.
  33. ↑ Дуэйн Браун (12 марта 2013 г.). «NASA Rover находит условия, когда-то пригодные для древней жизни на Марсе». Jet Propulsion Laboratory . Архивировано из оригинала 5 января 2019 г. Получено 2 сентября 2014 г.
  34. ^ abcdef Можно ли терраформировать Марс? Архивировано 6 сентября 2017 г. в Wayback Machine (PDF) BM Jakosky и CS Edwards. Lunar and Planetary Science XLVIII, 2017
  35. ^ RC (март 2007 г.). «Радар исследует замерзшую воду на марсианском полюсе». Science News . 171 (13): 206. doi :10.1002/scin.2007.5591711315. JSTOR  20055502. Архивировано из оригинала 1 ноября 2012 г. Получено 9 сентября 2012 г.(требуется подписка)
  36. ^ "Вода на Марсе: исследование и доказательства". Space.com . 7 октября 2015 г. Архивировано из оригинала 12 мая 2016 г. Получено 8 мая 2016 г.
  37. ^ "Водяные облака на Марсе". Архивировано из оригинала 2 июня 2016 г. Получено 1 августа 2014 г.
  38. ^ ab Лавлок, Джеймс; Оллаби, Джеймс (1984). Озеленение Марса . St. Martin's Press. ISBN 978-0-312-35024-6.
  39. ^ Хехт; и др. (2009). «Обнаружение перхлората и растворимой химии марсианской почвы на месте посадки Феникса». Science . 325 (5936). Science Magazine: 64–7. Bibcode :2009Sci...325...64H. doi :10.1126/science.1172466. PMID  19574385. S2CID  24299495. Архивировано из оригинала 18 июля 2014 г. Получено 13 января 2014 г.
  40. ^ Чанг, Кеннет (5 ноября 2015 г.). «Солнечные бури лишают Марс воздуха, заявляет НАСА». The New York Times . Архивировано из оригинала 25 августа 2019 г. Получено 5 ноября 2015 г.
  41. ↑ Staff (5 ноября 2015 г.). «ВИДЕО (51:58) – MAVEN – Измерение потерь атмосферы Марса». NASA . Архивировано из оригинала 25 августа 2017 г. Получено 5 ноября 2015 г.
  42. ↑ Нортон, Карен (5 ноября 2015 г.). «Миссия НАСА выявила скорость разрушения атмосферы Марса солнечным ветром». НАСА . Архивировано из оригинала 12 января 2019 г. Получено 5 ноября 2015 г.
  43. ↑ Уолл, Майк (5 ноября 2015 г.). «Марс потерял атмосферу в космосе, поскольку жизнь зародилась на Земле». Space.com . Архивировано из оригинала 18 июля 2018 г. Получено 6 ноября 2015 г.
  44. ^ Дэндридж М. Коул ; Дональд Уильям Кокс (1964). Острова в космосе: вызов планетоидам . Chilton Books. стр. 126–127.
  45. ↑ Уайтхаус, Дэвид (15 июля 2004 г.). «Доктор Дэвид Уайтхаус – Аммиак на Марсе может означать жизнь». BBC News . Архивировано из оригинала 31 октября 2012 г. Получено 14 августа 2012 г.
  46. ↑ Мэт Конвей (27 февраля 2007 г.). «Теперь мы здесь: терраформирование Марса». Aboutmyplanet.com. Архивировано из оригинала 23 июля 2011 г. Получено 20 августа 2011 г.
  47. ^ «Терраформирование – можем ли мы создать пригодную для жизни планету?» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 20 апреля 2018 г. . Получено 16 января 2010 г. .
  48. ^ "Обзор парниковых газов". epa.gov . Агентство по охране окружающей среды правительства США. 23 декабря 2015 г. Архивировано из оригинала 12 августа 2016 г. Получено 24 октября 2016 г.
  49. ^ Mumma, Michael J.; et al. (20 февраля 2009 г.). «Мощный выброс метана на Марсе летом в Северном полушарии 2003 г.» (PDF) . Science . 323 (5917): 1041–1045. Bibcode :2009Sci...323.1041M. doi :10.1126/science.1165243. PMID  19150811. S2CID  25083438 . Получено 26 ноября 2018 г. .
  50. ^ Франк, Лефевр; Форже, Франсуа (6 августа 2009 г.). «Наблюдаемые изменения метана на Марсе, необъяснимые известной химией и физикой атмосферы». Nature . 460 (7256): 720–723. Bibcode :2009Natur.460..720L. doi :10.1038/nature08228. PMID  19661912. S2CID  4355576.
  51. ^ abc Teles, AMM (2015). Jin, Shuanggen; Haghighipour, Nader; Ip, Wing-Huen (ред.). "Mars Astrobiology: Recent Status and Progress". Planetary Exploration and Science: Recent Results and Advances : 147–245. doi :10.1007/978-3-662-45052-9. ISBN 978-3-662-45051-2. S2CID  125651936.
  52. ^ Ансари, Саманех; Кайт, Эдвин С.; Рамирес, Рамзес; Стил, Лиам Дж.; Мохсени, Хуман (9 августа 2024 г.). «Возможность поддержания тепла на Марсе с помощью наночастиц». Science Advances . 10 (32): eadn4650. arXiv : 2409.03925 . Bibcode : 2024SciA...10N4650A. doi : 10.1126/sciadv.adn4650. ISSN  2375-2548. PMC 11305381. PMID 39110809  . 
  53. ^ Уитвам, Райан (8 августа 2024 г.). «Терраформирование Марса может оказаться проще, чем кто-либо ожидал: исследование». ExtremeTech .
  54. ^ abc Mike Wall (17 августа 2019 г.). «Илон Маск снова выдвигает идею «Ядерной бомбардировки Марса» (у него есть футболки)». Space.com . Получено 14 мая 2024 г. .
  55. ↑ Майк Уолл (21 августа 2019 г.). «Похоже, Илон Маск серьезно настроен сбросить ядерное оружие на Марс». Space.com . Получено 14 мая 2024 г.
  56. ^ Херрон, Томас Дж. (2016). «Мысли о глубоком космосе: чему идея Илона Маска сбросить ядерную бомбу на Марс учит нас о регулировании «провидцев и сорвиголов» космического пространства». Columbia Journal of Environmental Law . doi : 10.7916/cjel.v41i3.3728 . Получено 14 мая 2024 г.
  57. ^ Летеньей, Даниэль (1 июня 2023 г.). «Если мы сбросим ядерную бомбу на Марс, действительно ли он станет планетой, похожей на Землю?». Green Matters . Получено 14 мая 2024 г.
  58. ^ "Илон Маск хочет сбросить ядерные бомбы на Марс". Отправка . 23 сентября 2019 г. Получено 14 мая 2024 г.
  59. ^ Jakosky, Bruce M.; Edwards, Christopher S. (август 2018 г.). «Inventory of CO2 available for terraforming Mars» (Запасы CO2, доступные для терраформирования Марса). Nature Astronomy . 2 (8): 634–639. doi :10.1038/s41550-018-0529-6. ISSN  2397-3366 . Получено 14 мая 2024 г.
  60. ^ Хаберле, Роберт М.; Тайлер, Дэниел; Маккей, Кристофер П.; Дэвис, Ванда Л. (май 1994 г.). «Модель эволюции CO2 на Марсе». Icarus . 109 (1): 102–120. doi :10.1006/icar.1994.1079. PMID  11539135 . Получено 14 мая 2024 г. .
  61. ^ Питер Аренс. «Терраформация миров» (PDF) . Nexial Quest. Архивировано из оригинала (PDF) 9 июня 2019 г. Получено 18 октября 2007 г.
  62. ^ "Растения не преобразуют CO2 в O2 " Как работают растения". Как работают растения . 16 февраля 2009 г. Архивировано из оригинала 22 августа 2015 г. Получено 2 июня 2015 г.
  63. ↑ Болдуин, Эмили (26 апреля 2012 г.). «Лишайник выживает в суровых условиях Марса». Skymania. Архивировано из оригинала 28 мая 2012 г. Получено 27 апреля 2012 г.
  64. ^ de Vera, J.-P.; Kohler, Ulrich (26 апреля 2012 г.). "Потенциал адаптации экстремофилов к условиям марсианской поверхности и его значение для обитаемости Марса" (PDF) . Европейский союз геонаук . Архивировано из оригинала (PDF) 4 мая 2012 г. . Получено 27 апреля 2012 г. .
  65. ^ Фентон, Лори К.; Гейсслер, Пол Э.; Хаберле, Роберт М. (2007). «Глобальное потепление и воздействие на климат в результате недавних изменений альбедо на Марсе» (PDF) . Nature . 446 (7136): 646–649. Bibcode :2007Natur.446..646F. doi :10.1038/nature05718. PMID  17410170. S2CID  4411643. Архивировано из оригинала (PDF) 8 июля 2007 г.
  66. ^ abc Wentz, Rachel K. (16 мая 2015 г.). «NASA Hopes to Rely on Algae and Bacteria for Oxygen Production on Mars» (НАСА надеется использовать водоросли и бактерии для производства кислорода на Марсе). The Science Times . Архивировано из оригинала 19 мая 2015 г. Получено 17 мая 2015 г.
  67. ↑ Уолл, Майк (6 июня 2014 г.). «NASA Funds 12 Futuristic Space Tech Concepts». Space.com . Архивировано из оригинала 19 мая 2015 г. Получено 17 мая 2015 г.
  68. ^ abcd "NIAC 2014 Phase 1 Selections". NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC) . 5 июня 2014 г. Архивировано из оригинала 30 марта 2015 г. Получено 18 мая 2015 г.
  69. ^ ab Дэвид, Леонард. «Терраформирование в бутылке на Марсе». Журнал Aerospace America . Архивировано из оригинала 28 января 2016 г. Получено 17 мая 2015 г. Страница 8
  70. ^ Испытательный стенд экопоэза на Марсе: на Земле и на Красной планете Архивировано 4 июля 2017 г. в Wayback Machine . Тодд, Пол; Курк, Майкл Энди; Боланд, Юджин; Томас, Дэвид; Шерцер, Кристофер. Аннотация для 41-й Научной ассамблеи КОСПАР. 23 августа 2017 г.
  71. ^ abc Burnham, R. (6 июня 2014 г.). «Тест терраформирования Марса среди предложений NAIC». The Red Planet Report . Архивировано из оригинала 20 мая 2015 г. Получено 17 мая 2015 г.
  72. ^ abc Beach, Джастин (17 мая 2015 г.). «План NASA по использованию бактерий для производства кислорода на Марсе». National Monitor . Архивировано из оригинала 20 мая 2015 г. Получено 17 мая 2015 г.
  73. ^ abc "Земные организмы выживают в условиях низкого давления Марса". Университет Арканзаса . 2 июня 2015 г. Архивировано из оригинала 4 июня 2015 г. Получено 4 июня 2015 г.
  74. ↑ Джонс, Нэнси; Штайгервальд, Билл; Браун, Дуэйн; Вебстер, Гай (14 октября 2014 г.). «Миссия NASA впервые взглянула на верхнюю часть атмосферы Марса». NASA. Архивировано из оригинала 19 октября 2014 г. Получено 15 октября 2014 г.
  75. ^ Мотодзима, Осаму; Янаги, Нагато (май 2008 г.). "Возможность создания искусственного геомагнитного поля с помощью сверхпроводящей кольцевой сети" (PDF) . Национальный институт термоядерных наук (Япония) . Архивировано (PDF) из оригинала 10 сентября 2016 г. . Получено 7 июня 2016 г. .
  76. ^ "Политика, пути, методы и возможности – из NASA Planetary Science: Vision 2050 (обсуждение: будущая марсианская среда для науки и исследований)". Архивировано из оригинала 14 марта 2017 г. Получено 13 марта 2017 г.: 1:36:00 
  77. ↑ Beall, Abigail (6 марта 2017 г.). «NASA хочет разместить гигантский магнитный щит вокруг Марса, чтобы люди могли там жить». Wired . Архивировано из оригинала 13 сентября 2017 г. Получено 15 сентября 2017 г.
  78. ^ Беннетт, Джей (1 марта 2017 г.). "NASA рассматривает возможность использования магнитного щита для помощи Марсу в формировании атмосферы". Popular Mechanics . Архивировано из оригинала 14 марта 2017 г. . Получено 13 марта 2017 г. .
  79. ^ Бэмфорд, РА; Келлетт, Б. Дж.; Грин, Дж. Л.; Донг, К.; Айрапетян, В.; Бингем, Р. (2022). «Как создать искусственную магнитосферу для Марса». Acta Astronautica . 190 : 323–333. arXiv : 2111.06887 . Bibcode : 2022AcAau.190..323B. doi : 10.1016/j.actaastro.2021.09.023 .
  80. ^ Коберлейн, Брайан (19 ноября 2021 г.). «Абсолютно безумный план создания искусственной магнитосферы на Марсе». Universe Today . Получено 22 ноября 2021 г.

Внешние ссылки