Марс является наиболее подходящим кандидатом на терраформирование (площадь поверхности равна 144,8 млн км², что составляет 28,4 % от площади поверхности Земли, и приблизительно равно площади её суши). Ускорение свободного падения на экваторе Марса составляет 3,711 м/с², а количество солнечной энергии, принимаемой поверхностью Марса, составляет 43 % от количества, принимаемого поверхностью Земли. На данный момент Марс представляет собой, возможно, безжизненную планету. В то же время, полученный объём информации о Марсе позволяет говорить о том, что природные условия на нём были некогда благоприятны для зарождения и поддержания жизни. Марс располагает значительными количествами водного льда и несёт на своей поверхности многочисленные следы благоприятного климата в прошлом: высохшие речные долины, залежи глины и многое другое. Многие современные учёные сходятся в едином мнении о том, что планету возможно нагреть, и создать на ней относительно плотную атмосферу, и NASA даже проводит дискуссии по этому поводу.
Основные задачи, которые стоят перед учёными по терраформированию Марса следующие:
- Повышение давления атмосферы до уровня, при котором вода могла бы существовать в жидком виде.
- Повышение температуры в экваториальной части планеты до +10° — +20°С.
- Создание аналога озонового слоя для защиты от ультрафиолетового излучения.
- Создание биосферы.
- Создание полноценного магнитного поля планеты.
По мере осуществления терраформирования условия на поверхности Марса станут уже более приемлемыми для нахождения там без скафандров и даже (после создания полноценной атмосферы) без дыхательных масок. Однако этот процесс займёт довольно долгое время: ученые полагают, что для того чтобы, в частности, воздух стал пригодным для дыхания на Марсе, потребуется при нынешних технологиях от 300 лет до целого тысячелетия, а по менее оптимистичным оценкам, это займёт миллионы лет.
Если с задачами по терраформированию всё более-менее понятно, то что же со способами? Какие же способы известны на данный момент?
У учёных есть несколько сценариев на этот счёт:
- Управляемое обрушение на поверхность Марса кометы, одного крупного или множества малых ледяных астероидов из Главного пояса или одного из спутников Юпитера, с целью разогреть атмосферу и пополнить её водой и газами. Однако способы воздействия, связанные с выводом на орбиту или падением астероида, требуют основательных расчётов, направленных на изучение подобного воздействия на планету, её орбиту, вращение и многое другое.
- Выброс в атмосферу парниковых газов, например, углекислого газа, аммиака, метана, либо искусственных органических соединений, таких как перфторуглеводороды или хлорфторуглероды. В свою очередь, чтобы перевести в атмосферу большое количество углекислого газа и воды, можно растопить полярные шапки, для чего нужно повысить температуру поверхности Марса на 4°. Можно затемнить поверхность шапок, чтобы её альбедо уменьшилось и она поглощала больше солнечной энергии. С этой целью предлагалось покрыть полярные шапки, например, пылью с поверхности Фобоса или Деймоса (одних из самых тёмных тел Солнечной системы) или высадить там подходящую растительность, а также поместить на орбиту Марса искусственные спутники, способные собирать и фокусировать солнечный свет с помощью специальных зеркал на поверхность шапок для её разогрева. Решение с фторуглеродами обойдется значительно дороже: чтобы сублимировать одну только южную полярную шапку, нужно 39 млн тонн хлорфторуглеродов, что в 3 раза превышает их количество, произведённое на Земле с 1972 по 1992 г., причём этот объём придётся ежегодно пополнять. К тому же, это приведёт к разрушению озонового слоя, а значит, защиты от солнечной радиации. Задача, однако, упрощается, если эти соединения можно будет производить на месте — необходимые компоненты должны присутствовать на Марсе как планете земного типа. Возможно, что это относится и к метану, который предлагалось также получать с объектов внешней Солнечной системы, что, конечно, гораздо сложнее.
- Взрыв на полярных шапках нескольких ядерных бомб. Недостаток метода — радиоактивное заражение выделенной воды.
- Для запуска механизма магнитогидродинамического динамо, аналогичного земному, необходимо, чтобы внешнее ядро планеты находилось в жидком состоянии. Высказывались идеи, что этого можно добиться с помощью серии термоядерных взрывов на большой глубине вблизи ядра, либо пропускания через ядро сильного электрического тока, который вызовет нагрев до температуры плавления.
- Можно создать искусственное магнитное поле с помощью прокладки вокруг планеты кольца из сверхпроводника с подключением к мощному источнику энергии.
- Также высказывалось предложение создать магнитный щит, закрывающий Марс от солнечного ветра, чтобы планета могла восстановить свою атмосферу. Он мог бы располагаться в точке Лагранжа L1 между Марсом и Солнцем. Поле могло бы создаваться при помощи громадного диполя — замкнутой электрической цепи с очень сильным током.
- Колонизация поверхности архебактериями и другими экстремофилами, в том числе генно-модифицированными, для выделения необходимых количеств кислорода для дыхания и парниковых газов или получения необходимых веществ в больших объёмах из уже имеющихся на планете. Эксперименты подтвердили возможность полноценного функционирования в смоделированных в лаборатории условиях Марса некоторых земных организмов — лишайников и цианобактерий, а также метаногенов. Существует проект NASA по тестированию возможности создания герметичных «биокуполов» («biodomes»), под которыми марсианская почва может быть заселена колониями фотосинтезирующих цианобактерий и зелёных водорослей, — потенциальной основы будущей пригодной для жизни экосистемы.
- Техногенная деятельность — выброс парниковых газов атомными электростанциями и транспортом, сжигание ископаемого топлива, — которая приводит к негативным последствиям для климата на Земле, для терраформирования Марса может оказаться полезной.
- Углубление долины Маринера до тех глубин, когда гравитация сможет создать там из остатков атмосферы пригодное для дыхания давление («атмосферный стакан»). Различные умозрительные проекты называют величины от 30 до 60 километров, то есть в 2.5..5 раз глубже Кольской Сверхглубокой скважины, при этом речь идёт не о скважине, а об искусственной долине, то есть объём удаляемого теми или иными способами марсианского грунта оказывается совершенно колоссальным. С другой стороны, слабая гравитация и остывшая толстая кора планеты дают ненулевую возможность (в некоторых вариантах, например, указывается сверхмощный термоядерный взрыв на дне шахты, что является единственным теоретически доступным современному человечеству способом получения энергии таких порядков; наиболее смелые проекты предполагают буксировку ледяного ядра гигантским солнечным парусом и получение сразу и выброса газов, и импактного кратера).
- Производство кислорода напрямую из местной атмосферы путём разложения углекислого газа с помощью низкотемпературной плазмы
Необходимо отметить, что практически все вышеперечисленные действия по терраформированию Марса на текущий момент являются не более чем «мысленными экспериментами», так как в большинстве своём не опираются на какие-либо существующие в реальности и хотя бы минимально проверенные технологии, а по приблизительным энергозатратам многократно превышают возможности современного человечества (даже включая водородную бомбу, возможности которой для таких мощностей рассчитаны до сих пор не были). Поэтому предсказать их последствия весьма затруднительно.
Как думаете сможет ли когда-нибудь человечество терраформировать Марс и сделать его цветущим садом?