Терраформирование Марса - это гипотетический процесс преобразования его климата, поверхности и состава атмосферы, чтобы сделать его пригодным для жизни земных растений, животных и человека без защитных скафандров.
Это задача, рассчитанная не на десятилетия, а на столетия или даже тысячелетия. Основные научные концепции и идеи делятся на несколько этапов: от немедленных шагов до глобальных изменений.
Основные идеи и стратегии терраформирования Красной планеты:
1. Создание парникового эффекта (Разогрев планеты)
Средняя температура на Марсе сейчас составляет около -63°C. Первоочередная задача - поднять температуру, чтобы растопить полярные шапки, состоящие в основном из водяного льда и замерзшего углекислого газа, и высвободить CO₂ в атмосферу.
Орбитальные зеркала: Предлагается построить огромные тонкие зеркала (из металлизированной пленки) и разместить их на орбите, чтобы они отражали солнечный свет на полярные регионы. Это заставит углекислый газ испаряться, запуская парниковый эффект.
Парниковые фабрики: Строительство автоматизированных заводов, выбрасывающих в атмосферу супер-парниковые газы. Самые популярные кандидаты:
- Перфторуглероды (ПФК): Эти газы (например, CF₄, C₆F₁₄) не токсичны для жизни и не разрушают озоновый слой (который на Марсе еще нужно создать), но в тысячу раз эффективнее удерживают тепло, чем CO₂. Их можно добывать из марсианского грунта (реголита), где содержатся фтор и углерод.
- Аммиак: Можно искать на окраинах Солнечной системы. Аммиак (NH₃) - мощный парниковый газ. Идея состоит в том, чтобы направить астероиды из пояса Койпера, содержащие аммиак, на столкновение с Марсом.
Понижение альбедо: Покрытие полярных шапок темной пылью (например, сажей, полученной от сжигания местных ресурсов или доставленной с Фобоса). Темная поверхность будет поглощать больше солнечного света, а не отражать его, что ускорит таяние.
2. Создание атмосферы и воды
После разогрева начнется выделение газов, но этого недостаточно. Давление атмосферы Марса нужно поднять примерно в 100 раз (от 0.006 атм до 0.6-1 атм), а также ввести в нее кислород.
Таяние полярных шапок: Это первый и самый легкий шаг. По расчетам, это повысит давление атмосферы до уровня, сравнимого с земными высокогорьями (хотя дышать все еще будет нечем — атмосфера будет в основном из CO₂).
Введение метана и других газов: Помимо углекислого газа, нужно вводить метан или аммиак (которые легче азота), чтобы создать азотно-кислородную смесь, пригодную для дыхания.
Бомбардировка астероидами: Управляемый сход с орбиты и падение крупных ледяных астероидов (водяной лед) решает две задачи: доставляет воду и при ударе выделяет огромное количество тепла и газов.
Подземные океаны: Есть данные, что под поверхностью Марса существуют огромные запасы воды в жидком виде (соленые озера). Тепло от разогрева поверхности может высвободить их.
3. Выработка кислорода
Даже если создать плотную атмосферу из CO₂, человек в ней задохнется. Кислород составляет лишь 0,13% марсианской атмосферы. Как его получить?
Цианобактерии и лишайники: Самый популярный биологический метод. На поверхность (пока еще холодную и радиоактивную) планируется высадить неприхотливые микроорганизмы (цианобактерии, лишайники, мхи). Они устойчивы к суровым условиям, питаются CO₂ и выделяют кислород в процессе фотосинтеза. Постепенно они создадут слой первичной почвы и насытят атмосферу кислородом. Этот процесс самый долгий (тысячи лет), но самоподдерживающийся.
Электролиз: Строительство гигантских заводов, которые будут расщеплять воду (H₂O), добытую из-под земли, на водород и кислород. Водород будет выпускаться в атмосферу (он легкий и улетит в космос) или использоваться как топливо, а кислород — накапливаться.
Термояд (в далеком будущем): Если человечество освоит управляемый термоядерный синтез, энергию можно будет использовать для массового разложения молекул грунта и воды.
4. Создание магнитного поля (Щит от солнечного ветра)
Это, пожалуй, самая сложная техническая задача. У Марса нет собственного глобального магнитного поля (как у Земли). Солнечный ветер буквально «сдувает» легкие молекулы атмосферы (особенно водяной пар и кислород) в космос. Без защиты все наши труды по созданию атмосферы будут напрасны в масштабах геологического времени.
Магнитный щит в точке Лагранжа: Одно из самых смелых предложений NASA (2017) - разместить мощный магнитный щит (диполь) в точке Лагранжа L1 между Марсом и Солнцем. Это устройство создаст искусственное магнитное поле, которое отклонит солнечный ветер и позволит планете восстановить и удержать новую атмосферу. Марс даже начнет разогреваться естественным образом за счет парникового эффекта.
Сверхпроводящие кабели: Опоясать планету сетью сверхпроводящих колец, пропуская через них ток, чтобы создать искусственную магнитосферу. Требует колоссальных затрат энергии.
5. Биологический этап (Озеленение)
После того как температура и давление станут приемлемыми, а парниковый эффект будет стабильным, начнется заселение планеты живыми организмами.
Лишайники и водоросли: Первые поселенцы, которые превращают камень в почву.
Мхи и травы: Закрепляют почву, выделяют больше кислорода.
Генетически модифицированные растения: Скорее всего, ученые выведут специальные сорта деревьев (например, карликовые березы или специальные хвойные), способные выживать в условиях пониженного давления и высокого уровня радиации.
Насекомые: Следом за растениями пойдут опылители и мелкие беспозвоночные для создания пищевых цепочек.
Главные препятствия
Отсутствие магнитосферы: Даже если мы создадим атмосферу, Солнце может сдуть ее за несколько миллионов лет (это долго, но для нас ощутимо). Щит обязателен.
Низкая гравитация: Марсианская гравитация составляет 38% от земной. Неизвестно, смогут ли дети, рожденные в таких условиях, нормально развиваться и вернуться на Землю.
Токсичность грунта: Марсианский реголит содержит перхлораты (ядовитые соли), которые смертельны для человека. Почву придется либо мыть, либо завозить новую, либо использовать бактерии, разлагающие перхлораты.
Заключение
Наиболее реалистичный сценарий на ближайшие 100-200 лет - это не полное терраформирование, а паратерраформирование - создание защищенных купольных городов и подземных баз, где мы живем в искусственной среде, а планета остается дикой. Полное изменение облика Марса - это работа для потомков через много поколений.
Также рекомендуем к прочтению статью Почему человечеству необходимо колонизировать Марс? Какие проблемы нас ждут?