К Марсу человечество давно проявляет повышенный интерес — это одна из ближайших планет к Земле, имеющая твёрдую поверхность и даже кое-какую атмосферу, хоть и сильно разреженную. Это позволяет рассматривать Марс в качестве претендента на «колонизацию» людьми в будущем. Если получится создать там подходящие условия для человека, на планете можно будет жить — ведь она больше всего напоминает Землю. Но возможно ли это сделать? Некоторые учёные считают, что да, и даже занимаются разработками в этом направлении.
Почему Марс превратился в безжизненную пустыню?
Уже не секрет, что когда-то давно на Марсе была жидкая вода. Там текли реки, а воздух был не настолько разреженным, как сейчас. Косвенным подтверждением этого, например, служат следы гигантских волн, обнаруженные сравнительно недавно.
Вполне вероятно, что наличие воды и кислорода в те времена создавало подходящую для жизни среду. Некоторые исследователи считают, что около 3 млрд лет назад на Марсе вполне могла быть биосфера. Но сейчас Марс похож скорее на пустыню. По оценкам некоторых учёных, планета могла лишиться воды десятки миллионов лет назад. Возможно, в то время, когда на Земле обитали динозавры, на Марсе ещё сохранялись кое-какие озера. Планетологи склонны считать, что перемены были вызваны слабым электромагнитным полем планеты — это привело к постепенной утрате атмосферы из-за солнечных ветров и, как следствие, к изменению глобального климата.
В настоящее время атмосфера Марса продолжает улетучиваться. Этот процесс учёным удалось достаточно подробно изучить, отправив на марсианскую орбиту спутник MAVEN в 2014 году. Полученные с него данные позволили более детально разобраться в процессах, протекающих в верхних слоях газовой оболочки планеты. Оказалось, что под действием солнечного ветра ускоряются ионы, сталкивающиеся в верхних атмосферных слоях с атомами аргона, что приводит к «выбрасыванию» их в космос. На основе полученных данных учёные смогли вычислить, что из атмосферы Марса постепенно могло улетучиться порядка 10-20% углекислого газа, а вот потери кислорода стали куда более катастрофическими.
Учёные считают, что ранняя атмосфера планеты была плотной и в ней содержалось достаточное количество углекислого газа для создания парникового эффекта. Это позволяло оставаться воде на её поверхности в жидком виде. В пустыню же планета превратилась, утратив существенную часть газовой оболочки.
Можно ли сделать Марс пригодным для жизни?
Известно, что гравитация на Марсе ниже, чем на Земле. Но это не главная проблема. Основные трудности связаны с недостаточно сильным магнитным полем, что приводит к потере Красной планетой атмоферы и, как следствие, к гигантской радиации. Для создания пригодных для жизни условий на Марсе его ядро нужно каким-то образом «запустить», чтобы оно смогло генерировать достаточное магнитное поле для удержания атмосферы, как это делает ядро Земли. Возможно ли это?
Многое зависит от того, есть ли в ядре Марса твёрдая основа. Если говорить упрощённо, на Земле магнитное поле генерируется посредством взаимодействия жидкого внешнего ядра и твёрдого внутреннего. Однако не факт, что такая твёрдая основа имеется в марсианском ядре. Чтобы выяснить наверняка, этот вопрос нужно изучать — и подобные исследования уже были проведены.
Данные о структуре марсианского ядра учёные получают, изучая землетрясения большой магнитуды. Они должны происходить на достаточной глубине, чтобы сейсмические волны, которые регистрируются отправленными к Марсу приборами, гарантированно проходили через ядро планеты. Проблема в том, что такие «особые» землетрясения происходят нечасто.
В 2018 году на Марс с целью получения данных о недрах планеты была отправлена миссия InSight. В исследованиях использовались два основных инструмента — сейсмометр SEIS и прибор RISE, способный измерять эффект, вызванный небольшими изменениями во вращении Марса и ориентации его оси. Первоначально нужные данные получить не удавалось. Тем не менее, в 2021 году зонд зафиксировал землетрясение, которое произошло в результате столкновения астероида с поверхностью Марса. И образовавшиеся сейсмические волны прошли через марсианское ядро. В результате были получены две информационные модели, позволяющие сделать первоначальные выводы о составе марсианского ядра. В одном из исследований утверждается, что, вероятнее всего, ядро планеты на 80% состоит из железа, а на 20% — из лёгких элементов. Для сравнения — у Земли доля лёгких элементов составляет около 10% внешнего ядра.
Имеется ли твёрдое ядро у Марса, до сих пор не удалось установить наверняка. Данные, полученные с помощью инструментов SEIS и RISE, согласуются между собой и позволяют установить, что радиус марсианского ядра составляет коло 1835±55 км. Однако если данные одной модели допускают существование твёрдого ядра, то данные другой исключают это. Пока можно говорить о том, что если твёрдое ядро и есть, то его радиус не превышает 750 км. Для получения более точной информации требуются дополнительные исследования.
Есть ли какой-нибудь план по «колонизации» Марса?
Хотя исследования Красной планеты всё ещё продолжаются, некоторые учёные предлагают действовать решительнее — и предпринимать шаги, которые помогут утяжелить атмосферу Марса, сделав его пригодным для жизни.
В частности, главный учёный NASA Джеймс Л. Грин в начале 2022 года уволился из NASA ради продолжения работы над планом терраформирования Марса. Учёный при поддержке других представителей научного сообщества предлагает вместо финансирования человеческих полётов к планете вложить средства в формирование гигантского магнитного щита между Марсом и Солнцем. Это должно привести к повышению температуры и давления на планете до такого уровня, что люди смогут ходить по её поверхности без скафандра.
Грин уверен, что реализация этого плана позволит выращивать на Марсе растения и серьёзно продвинуться по направлению к возможности долгосрочного проживания на планете человека. Пока что препятствием для реализации этого замысла Грин называет то, что многие учёные не хотят оказывать столь масштабное влияние на другую планету. Некоторые из них сомневаются в том, что запасов углекислого газа на планете достаточно для формирования нужной атмосферы и повышения давления. Однако в ноябре 2021 года Грин с коллегами опубликовал работу, показывающую, что имеющихся запасов достаточно. Всё упирается в создание над поверхностью планеты магнитного поля, способного отклонять солнечные ветры. Группа учёных предложила несколько вариантов решения проблемы: «раскрутку» ядра, создание петли из твердотельных магнитов или циркулирующего кольца из заряженных частиц посредством плазменного тора. Последний вариант учёные считают наиболее доступным, но задача всё равно невероятно сложная.
Каких результатов получится достичь, покажет время. Тем не менее, Грин считает, что этот план вполне возможно реализовать и сделать Марс пригодным для жизни если не для нашего поколения, то, по крайней мере, для внуков.
Наша миссия — популяризовать науку, чтобы сделать человечество чуточку лучше. Вы можете помочь! Просто подпишитесь и поставьте лайк под этой публикацией. Почитайте другие публикации про космос на нашем канале.
