הרעיון של מאדים איכשהו ליצור טרס כדי להפוך אותו למגורים יותר הוא חלום מדעי מדעי. אולם כעת, חומר הנקרא סיליקה איירג'ל עשוי להפוך את כל הרעיון של מאדים היוצרים טרה למעט פחות בלתי אפשרי.
אנשים בולטים מקרל סייגן ועד אלון מאסק הציעו לחמם את מאדים ולהעניק לו אווירה, והטריק טמון ב- CO2 והמים הקפואים בכובעי הקוטב של כדור הארץ. סייגן אמר שאם איכשהו אפשר לאדות את הכובעים האלה, אז השפעת החממה CO2 תעשה את השאר. מאסק אמר, בבירור ובצחוק למחצה, כי פצצות אטום שהוטלו על הקטבים יעשו את העבודה.
יש עבודה מדעית רצינית כדי לחקור את הרעיון, לפחות בתיאוריה. השאלה המרכזית היא האם למאדים יש מספיק CO2 ומים בכדי ליצור צפיפות אטמוספרית הדומה לכדור הארץ?
בשנת 2018 חוקרים מדענים מאוניברסיטת קולורדו את השאלה. המסקנה שלהם? הטכנולוגיה הנוכחית שלנו אינה אפשרית לטשטש את מאדים, דבר שרוב האנשים כבר חשו שהוא נכון.
"מהתוצאות שלנו עולה כי אין מספיק CO2 הנותרים במאדים כדי לספק התחממות משמעותית של החממה היו הגז שיכניס לאטמוספרה; בנוסף, מרבית ה- CO2 הגז אינו נגיש ולא ניתן היה לגייס אותו בקלות. כתוצאה מכך, אין אפשרות לבצע טרנספורמציה של מאדים בטכנולוגיה של ימינו ", אמר ברוס ג'קוסקי, פרופסור במעבדה לפיזיקה אווירה ופיזיקה בחלל באוניברסיטת קולורדו, בולדר.
אבל זה היה לפני שנה, והטכנולוגיה מתפתחת כל הזמן.
במחקר חדש שנערך ב"טבע אסטרונומיה ", חוקרים שלישייה ממעבדת ההנעה Jet של נאס"א, אוניברסיטת הרווארד ואוניברסיטת אדינבורו, מציעים שניתן יהיה להפוך את מאדים למגורים אם נשנה את מחשבתנו ונשתמש בטכנולוגיה חדשה. במקום שחלומות גדולים להפוך את כל כדור הארץ האדום למגורים, מה מדענים מכנים שינוי אטמוספרי גלובלי (GAM,) מה אם ניתן היה לשנות אזורים קטנים?
המפתח שמאחורי קו החשיבה שלהם הוא סיליקה איירגל.
"גישה אזורית זו להפיכת מאדים למגורים היא הרבה יותר בר השגה משינוי אטמוספרי גלובלי."
רובין וורדסוורת ', בית הספר להנדסה ומדעים יישומיים של הרווארד ג'ון א. פולסון
סיליקה איירג'ל זה לא מה שאפשר לחשוב שהוא. במקום ג'ל ממשי, זהו חומר יציב, קשיח ויבש. זה נוצר על ידי מיצוי הנוזל מג'ל בתהליך שנקרא ייבוש סופר-קריטי, אותו תהליך שמשמש להכנת קפה נטול קפאין.
החוקרים העומדים מאחורי מחקר חדש זה השתמשו במודלים ובניסויים כדי להראות ששכבה דקה בגודל 2 עד 3 ס"מ של אווירגל יכולה לאפשר לאור השמש לחדור, אך תפס את החום. הג'ל יאפשר גם מספיק אור שמש לפוטוסינתזה, ויחמם לצמיתות את האזור שכיסה, ומאפשר לקרח מים ו CO2 קפוא להמיס. אולי הכי טוב, זה לא צריך מקור חום רעב אנרגיה כדי לעשות זאת.
"גישה אזורית זו להפיכת מאדים למגורים היא הרבה יותר בר השגה משינוי אטמוספרי גלובלי," אמר רובין וורדסוורת ', עוזר פרופסור למדעי הסביבה והנדסה בבית הספר להנדסה ומדעים יישומיים של הרווארד ג'ון א. פולסון (SEAS) והמחלקה לכדור הארץ ומדע פלנטרי. "בניגוד לרעיונות הקודמים להפוך את מאדים למגורים, זה דבר שניתן לפתח ולבדוק באופן שיטתי באמצעות חומרים וטכנולוגיה שכבר יש לנו," אמר בהודעה לעיתונות.
"איים קטנים של הרגלים"
לורה קרבר, מדענית המחקר במעבדת ההנעה סילונית של נאס"א. "מאדים הם הכוכב הראוי ביותר למערכת השמש שלנו מלבד כדור הארץ". "אבל זה נותר עולם עוין לסוגים רבים של חיים. מערכת ליצירת איים קטנים של מגורים תאפשר לנו להפוך את מאדים בצורה מבוקרת וניתנת להרחבה. "
הרעיון של סיליקה איירגל, האי של הרגלי יכולת ההשראה, נוצר בהשראת משהו שכבר מתרחש בקטבים של מאדים.
בניגוד לכדור הארץ, CO2 במאדים קפוא, כלוא לעבר הקטבים. בעוד שכאן על כדור הארץ הקטבים הם קרח מים, הקטבים של המאדים הם שילוב של קרח מים וקרח CO2. אבל למרות שהוא קפוא, CO2 זה עדיין מאפשר לאור השמש לחדור תוך כדי לכוד את החום.
תמונות של מוטות מאדים מראים כיצד זה קורה.
בתמונה זו של קרח על מאדים, ה- CO2 לכד את חום השמש. זה יוצר כיסי חום קטנים בקיץ, המופיעים ככתמים נמסים שחורים בקרח.
"התחלנו לחשוב על אפקט החממה במצב מוצק זה וכיצד ניתן יהיה להשתמש בו ליצירת סביבות ראויות למגורים בעתיד במאדים," אמר וורדסוורת '. "התחלנו לחשוב איזה סוג של חומרים יכול למזער את המוליכות התרמית אך עדיין להעביר כמה שיותר אור."
מסתבר, סיליקה איירגל מתאימה לחשבון. הוא הומצא לראשונה בשנת 1931, וזה אחד החומרים המבודדים ביותר שנעשו אי פעם. זה בגלל שזה חומר נקבובי מאוד שעשוי כמעט לחלוטין מאוויר. זה בערך 99.8% אוויר, כמו חלון תרמי.
אירוגלים של סיליקה הם נקבוביים של 97 אחוז, כלומר האור עובר דרך החומר אך המעטים הננו-אישיים המחברים זה לזה של סיליקון דו-חמצני לוכדים קרינה אינפרא אדום ומאטים מאוד את הולכת החום. Aerogels אלה משמשים במספר יישומים הנדסיים כיום, כולל Mars Exploration Rovers של NASA. הם משמשים כדי לחמם את האלקטרוניקה הרגישה.
"סילל איירגל הוא חומר מבטיח כיוון שההשפעה שלו היא פסיבית", אמר קרבר. "זה לא ידרוש כמויות גדולות של אנרגיה או תחזוקה של חלקים נעים כדי לשמור על שטח חם לאורך תקופות זמן ארוכות."
החוקרים קבעו ניסויים לחיקוי תנאים במאדים. הם ניסו שני סוגים של סיליקה איירגל: חלקיקים ואריחים. הם מצאו ששניהם יעילים בהעלאת הטמפרטורה. שניהם יעילים גם לחסימת קרינת UV מסוכנת.
התוצאות שלהם מראות ששכבה של אווירgel בגודל 2 ס"מ ומעלה הפחיתה את קרינת ה- UVC לפחות מ- 0.5%. קרינת UV היא אנרגיית UV גבוהה יותר, והיא יכולה להזיק במיוחד. על פני כדור הארץ כמעט ללא קרינת UVC ניתנת למדידה מגיעה לפני השטח בגלל אוזון, חמצן מולקולרי ואדי מים באטמוספירה העליונה.
"התפשטו על שטח מספיק גדול, לא תזדקק לשום טכנולוגיה או פיזיקה אחרת, היית זקוק לשכבה של הדברים האלה על פני השטח ומתחתם יהיו לך מים נוזליים קבועים," אמר וורדסוורת '. "יש שורה שלמה של שאלות הנדסיות מרתקות שעולות מכך."
זה קל מספיק לדמיין איזשהו מבנה כיפה העשוי מסיליקה אייג'ל. זה יהיה מספיק חם כדי להיות ראוי למגורים, וגם יחסום את ה- UV. זה יכול להיות דומה לחממה בכדור הארץ, שם נותרו מים כנוזל וניתן לגדל צמחים.
יש הרבה יותר עבודות ומחקר שיש לעשות, ברור. וורדסוורת 'והחוקרים האחרים מתכוונים לבדוק אירוגלים סיליקה במקומות דמויי מאדים כאן על כדור הארץ. הם מכוונים לעמק יבש בצ'ילה ובאנטארקטיקה.
וורדסוורת 'ברורה בדבר אחד: הנדסת האקלים של מאדים איננה רק שאלה טכנית והנדסית. זו גם שאלה אתית ופילוסופית.
אם כבר ישנם כמה חיידקים החיים על מאדים, אולי מתחת לפני השטח איפשהו, מה איתם? האם עלינו לעשות זאת? האם יש לנו זכות?
"אם אתה מתכוון לאפשר חיים על פני המאדים, האם אתה בטוח שכבר אין שם חיים? אם יש, איך ננווט בזה, "שאל וורדסוורת '. "ברגע שאנחנו מחליטים להתחייב לבני אדם במאדים, השאלות הללו הן בלתי נמנעות."
מקורות:
- עבודת מחקר: הפעלת יכולת הרגלים של מאדים עם סיליקה איירג'ל באמצעות אפקט החממה במצב מוצק
- הודעה לעיתונות: דרך מהותית להפוך את מאדים למגורים
- הודעה לעיתונות: מאדים בשטח לא מתאפשרים בטכנולוגיה של ימינו
- ויקיפדיה: איירגל
- מגזין החלל: האם עלינו להטריד את פני מאדים?
