הרעיון לטשטש את מאדים - המכונה "התאום של כדור הארץ" - הוא רעיון מרתק. בין התכה של כובעי הקרח הקוטביים, יצירת אט אט אווירה, ואז הנדסת הסביבה שיש בהם עלווה, נהרות וגופי מים עומדים, יש שם מספיק לעורר השראה כמעט לכל אחד! אבל כמה זמן ייקח מאמץ כזה, מה זה יעלה לנו והאם זה באמת שימוש יעיל בזמננו ובאנרגיה שלנו?
כאלו היו השאלות שטיפלו בשני מאמרים שהוצגו בסדנת "Vision Science Vision 2050 פלנטרית של נאס"א בשבוע שעבר (יום שני, 27 בפברואר - יום ד ', 1 במרץ). הראשון, שכותרתו "ציר הזמן המרגש", מציג תוכנית מופשטת להפוך את הכוכב האדום למשהו ירוק ומגורים. השני, שכותרתו "מאדים מטורפים - הדרך הלא נכונה", דוחה את הרעיון של טרפפורמציה לחלוטין ומציג אלטרנטיבה.
העיתון הקודם הופק על ידי אהרון ברלינר מאוניברסיטת קליפורניה, ברקלי, וכריס מקקיי מהמחלקה למדעי החלל במרכז המחקר של אמס של נאס"א. בעיתונם, שני החוקרים מציגים ציר זמן לביצוע הטרמה של מאדים הכולל שלב התחממות ושלב חמצן, כמו גם את כל הצעדים הנדרשים להקדים ולעקוב אחריו.
כפי שהם מציינים במבוא המאמר שלהם:
"ניתן לחלק את מאדים הטרור-פורמינג לשני שלבים. השלב הראשון הוא התחממות כדור הארץ מטמפרטורת השטח הממוצעת הנוכחית של -60 ° C לערך הקרוב לטמפרטורה הממוצעת של כדור הארץ ל + 15 ° C, ושחזור אווירת CO² עבה. שלב התחממות זה קל יחסית ומהיר ויכול לקחת ~ 100 שנים. השלב השני מייצר רמות של O² באטמוספירה אשר יאפשרו לבני אדם ויונקים גדולים אחרים לנשום כרגיל. שלב החמצון הזה הוא יחסית קשה ויכול להימשך 100,000 שנה ומעלה, אלא אם כן אחד מביא לפריצת דרך טכנולוגית. "
לפני שאלו יוכלו להתחיל, ברלינר ומקיי מכירים בכך שצריך לנקוט בצעדים מסוימים "לפני טרור-פורמציה". אלה כוללים חקירת סביבת מאדים כדי לקבוע את רמות המים על פני השטח, את רמת הפחמן הדו-חמצני באטמוספרה ובצורת קרח באזורים הקוטביים, ואת כמות החנקות באדמת מאדים. כפי שהם מסבירים, כל אלה הם המפתח למעשיות של יצירת ביוספרה במאדים.
עד כה הראיות הזמינות מצביעות על שלושת האלמנטים הקיימים בשפע על מאדים. בעוד שרוב מי מאדים הם כיום בצורת קרח באזורים הקוטביים וכובעי הקוטב, יש שם מספיק כדי לתמוך במחזור מים - שלם עם עננים, גשם, נהרות ואגמים. בינתיים, חלק מההערכות טוענות כי יש מספיק CO² בצורת קרח באזורים הקוטביים כדי ליצור אווירה השווה ללחץ מפלס הים על כדור הארץ.
חנקן הוא גם דרישה בסיסית לחיים ומרכיב הכרחי באווירה נושמת, ונתונים עדכניים על ידי רובר הסקרנות מציינים כי החנקות מהוות ~ 0.03% על פי מסת האדמה במאדים, מה שמעודד את הטרפורפורמציה. נוסף על כך, המדענים יצטרכו להתמודד עם שאלות אתיות מסוימות הקשורות לאופן הטרור פורמינג עלול להשפיע על מאדים.
לדוגמה, אם ישנם חיים כלשהם במאדים (או חיים שניתן להחיותם), הדבר יציג דילמה אתית בלתי ניתנת להכחשה עבור קולוניסטים אנושיים - במיוחד אם חיים אלה קשורים לחיים על כדור הארץ. כפי שהם מסבירים:
"אם חיי מאדים קשורים לחיי כדור הארץ - אולי בגלל חילופי מטאוריטים - המצב מוכר וסוגיות של אילו סוגים אחרים של חיי כדור הארץ להציג ומתי יש לטפל בהם. עם זאת, אם חיי מאדים אינם קשורים לחיי כדור הארץ ומייצגים בבירור בראשית שנייה של החיים, אז עולות סוגיות טכניות ואתיות משמעותיות. "
כדי לפרק את שלב ראשון - "שלב ההתחממות" - בתמציתיות, הכותבים מטפלים בנושא המוכר לנו כיום. בעיקרו של דבר, אנו משנים את האקלים שלנו כאן בכדור הארץ על ידי החדרת CO² ו"גזי חממה סופר "לאטמוספרה, מה שמעלה את הטמפרטורה הממוצעת של כדור הארץ בקצב של מעלות צלזיוס למאה. ואף שמזה לא היה מכוון בכדור הארץ, במאדים ניתן היה לכוונו מחדש לחמם את הסביבה במכוון.
"פרק הזמן לחימום מאדים לאחר מאמץ ממוקד של ייצור גזי חממה סופר הוא קצר, רק מאה שנה לערך", הם טוענים. "אם כל האירוע הסולארי במאדים היה נתפס ביעילות של 100%, מאדים היה מתחמם לטמפרטורות דומות לכדור הארץ בעוד כעשר שנים. עם זאת, היעילות של אפקט החממה היא באופן סביר כ 10%, ולכן הזמן שייקח לחימום מאדים יהיה ~ 100 שנה. "
לאחר שנוצרה אטמוספירה עבה זו, השלב הבא כרוך בהפיכתו למשהו נושם לבני אדם - שם רמות O² יהיו המקבילות לכ 13% מלחץ האוויר בגובה הים כאן על כדור הארץ ורמות CO² יהיו פחות מ- 1%. שלב זה, המכונה "שלב החמצן", ייקח זמן רב משמעותית. שוב הם פונים אל דוגמא יבשתית כדי להראות כיצד תהליך כזה יכול לעבוד.
כאן בכדור הארץ, לטענתם, הרמות הגבוהות של גז חמצן (O²) והרמות הנמוכות של CO² נובעות מפוטוסינתזה. תגובות אלה מסתמכות על אנרגיית השמש להמיר מים ופחמן דו חמצני לביומסה - המיוצגת על ידי המשוואה H²O + CO² = CH²O + O². כפי שהם ממחישים, התהליך הזה ייקח בין 100,000 ל 170,000 שנה:
"אם כל אירוע אור השמש במאדים היה רותם ביעילות של 100% לביצוע טרנספורמציה כימית זו, ייקח 17 שנים רק לייצור רמות גבוהות של O². עם זאת, היעילות הסבירה של כל תהליך שיכול להפוך H²O ו- CO² לביומסה ו- O² היא הרבה פחות מ- 100%. הדוגמה היחידה שיש לנו לתהליך שיכול לשנות באופן גלובלי את CO² ו- O² של צמח שלם היא הביולוגיה העולמית. על כדור הארץ היעילות של הביוספרה העולמית בשימוש באור השמש לייצור ביומסה ו- O2 היא 0.01%. לפיכך, טווח הזמן לייצור אווירה עשירה ב- O² במאדים הוא 10,000 x 17 שנים, או ~ 170,000 שנים. "
עם זאת, הם מפיקים קצבאות לביולוגיה סינתטית וביוטכנולוגיות אחרות, שלטענתם עשויות להגביר את היעילות ולהפחית את טווח הזמן למאה אלף שנה. בנוסף, אם בני אדם יכולים להשתמש בפוטוסינתזה טבעית (בעלת יעילות גבוהה יחסית של 5%) על פני כדור הארץ כולו - כלומר נטיעת עלווה בכל רחבי מאדים - אז ניתן היה להפחית את טבלת הזמן אפילו לכמה מאות שנים.
לבסוף הם מתארים את הצעדים שצריך לנקוט בכדי לגרום לכדור להתגלגל. צעדים אלה כוללים התאמת משימות רובוטיות נוכחיות ועתידיות כדי להעריך משאבים מאדים, מודלים מתמטיים ומחשבים שיכולים לבחון את התהליכים המעורבים, יוזמה ליצירת אורגניזמים סינתטיים למאדים, אמצעי לבדיקת טכניקות טרורפורמציה בסביבה מוגבלת והסכם פלנטרי ש היה קובע הגבלות והגנות.
אם הם מצטטים את קים סטנלי רובינסון, מחבר הטרילוגיה של המאדים האדומים (עבודת המדע הבדיוני המובילה בנושא מאדים), הם מפיצים קריאה לפעולה. כשהם מתייחסים למשך הזמן שיימשך התהליך של טרנספורמציה של מאדים, הם טוענים שאנו "יכולים באותה מידה להתחיל עכשיו".
לכך מציעה ולרי יעקובלב - אסטרופיזיקאי והידרוגאולוג ממעבדה לאיכות מים בחרקוב, אוקראינה - מבט שונה. במאמרו, "Mars Terraforming - the Way Wrong", הוא עושה את המקרה ליצירת כדוריות ביולוגיות חלליות במסלול כדור הארץ הנמוך שיסמוך על כוח הכבידה המלאכותי (כמו צילינדר אוניל) כדי לאפשר לבני אדם להתרגל לחיים בהם שטח.
במבט לאחד האתגרים הגדולים ביותר של קולוניזציה בחלל, יקובלב מצביע על איך החיים בגופים כמו הירח או מאדים עלולים להיות מסוכנים עבור מתיישבים אנושיים. בנוסף להיותו פגיע לקרינה סולארית וקוסמית, הקולוניסטים יצטרכו להתמודד עם כוח הכבידה הנמוך משמעותית. במקרה של הירח, זה יהיה בערך 0.165 פעמים מזה שבני האדם חווים כאן על כדור הארץ (המכונה 1 גרם), ואילו במאדים זה יהיה בערך 0.376 פעמים.
ההשפעות לטווח הארוך של זה לא ידועות, אך ברור שזה יכלול התנוונות שרירים ואובדן עצם. במבט רחוק יותר, לא ברור לחלוטין מה תהיה ההשפעה על אותם ילדים שנולדו בשתי הסביבה. יעקובלב מתייחס לאופנים שבהם ניתן יהיה להפחית (הכוללים רפואה וצנטריפוגות) כיצד הם ככל הנראה לא יעילים:
"התקווה להתפתחות הרפואה לא תבטל את ההשפלה הגופנית של השרירים, העצמות ושל האורגניזם כולו. השיקום בצנטריפוגות הוא פיתרון פחות מועיל בהשוואה לספירה-ביוספרה שבה ניתן לספק חיקוי מתמיד באופן משמעותי של כוח הכבידה הרגיל ומתחם ההגנה מפני כל השפעה מזיקה על סביבת החלל. אם הדרך לחקירת חלל היא יצירת מושבה במאדים ויתרה מכך הניסיונות שלאחר מכן לנסוע את כדור הארץ, היא תוביל לאובדן הזמן והכסף הבלתי מוצדק ולהגדיל את הסיכונים הידועים של התרבות האנושית. "
בנוסף, הוא מצביע על האתגרים של יצירת הסביבה האידיאלית עבור אנשים החיים במרחב. מעבר פשוט ליצור רכבים טובים יותר ולפתח אמצעים לרכישת המשאבים הדרושים, יש גם את הצורך ליצור את סביבת החלל האידיאלית למשפחות. בעיקרון זה דורש פיתוח דיור אופטימלי מבחינת הגודל, היציבות והנוחות.
לאור זאת מציג יקולב את מה שהוא מחשיב כסיכויים הסבירים ביותר ליציאת האנושות לחלל בין עתה ל 2030. זה יכלול יצירת תחומי ביו-ספירות ראשונות בכבידה מלאכותית, שיובילו להתפתחויות מרכזיות מבחינת חומרים טכנולוגיה, מערכות תמיכה בחיים, והמערכות והתשתיות הרובוטיות הנחוצות להתקנה ושירות של בתי גידול במסלול כדור הארץ נמוך (LEO).
ניתן לשירות בתי גידול אלה הודות ליצירת חללית רובוטית שיכולה לקצור משאבים מגופים סמוכים - כמו הירח וכלי האדמה הקרובים (NEOs). מושג זה לא רק יסיר את הצורך בהגנות פלנטריות - כלומר, דאגות מפני זיהום הביוספרה של מאדים (בהנחה שנוכחותם של חיי חיידקים), אלא גם יאפשר לבני אדם להתרגל לחלל בהדרגה יותר.
כפי שיאקובלב אמר למגזין החלל באמצעות הדוא"ל, ניתן לחלק את היתרונות לבתי הגידול בחלל לארבע נקודות:
"1. זוהי דרך אוניברסלית לשלוט בחללים האינסופיים של הקוסמוס, הן במערכת השמש ומחוצה לה. איננו זקוקים למשטחים להתקנת בתים, אלא משאבים שרובוטים יספקו מכוכבי לכת ומלוויינים. 2. האפשרות ליצור בית גידול קרוב ככל האפשר לעריסת האדמה מאפשרת לברוח מההשפלה הפיזית הבלתי נמנעת תחת כוח משיכה שונה. קל יותר ליצור שדה מגנטי מגן.
"3. העברה בין עולמות ומקורות משאבים לא תהיה משלחת מסוכנת, אלא חיים רגילים. האם זה טוב למלחים בלי משפחותיהם? 4. ההסתברות למוות או השפלה של המין האנושי כתוצאה מהאסון העולמי מצטמצמת משמעותית, שכן הקולוניזציה של כוכבי הלכת כוללת סיור, מסירת סחורות, הובלת מעבורות של אנשים - וזה הרבה יותר זמן מבניית הביוספרה. במסלולו של הירח. ד"ר סטיבן ויליאם הוקינג צודק, לאדם אין הרבה זמן. "
ועם בתי גידול בחלל, ניתן היה להתחיל במחקר מכריע מאוד, כולל מחקר רפואי וביולוגי שיכלול את הילדים הראשונים שנולדו בחלל. זה גם יקל על פיתוח מעבורות חלל אמינות וטכנולוגיות מיצוי משאבים, אשר יועילו להתיישבותם של גופים אחרים - כמו הירח, מאדים ואפילו Exoplanets.
בסופו של דבר, יקולב חושב שאפשר להגיע גם לתחום ביולוגי-חלל בפרק זמן סביר - כלומר בין 2030 ל- 2050 - וזה פשוט לא אפשרי בביצוע טרור. כאשר ציטט את הנוכחות הגוברת והעוצמה של תחום החלל המסחרי, יאקולב האמין כי חלק ניכר מהתשתיות הנחוצות כבר קיימות (או בפיתוח).
"לאחר שנתגבר על האינרציה של חשיבה +20 שנה, הביוספרה הניסיונית (כמו היישוב באנטארקטיקה עם שעונים). בעוד 50 שנה הדור הראשון של ילדים שנולדו בקוסמוס יגדל וכדור הארץ יירד, מכיוון שהוא ייכנס ל אגדות בכללותן ... כתוצאה, ביטול הטרור יבוטל. והוועידה שלאחר מכן תפתח את הדרך לחקירה אמיתית של הקוסמוס. אני גאה להיות על אותו כוכב לכת כמו אלון ריב מאסק. הטילים שלו יעזרו להעלאת עיצובים לביוספרה הראשונה ממפעלי הירח. זו דרך קרובה וישירה לכבוש את הקוסמוס. "
כאשר מדענים ויזמים של נאס"א כמו אלון מאסק ובס לנדורפ מבקשים ליישב את מאדים בעתיד הקרוב, וחברות תעופה וחלל מסחריות אחרות המפתחות LEO, קשה לחזות את גודל וצורת עתידה של האנושות בחלל. אולי נחליט במשותף על מסלול שייקח אותנו לירח, למאדים ומעבר לו. אולי נראה את מיטב המאמצים שלנו מכוונים לחלל הקרוב לכדור הארץ.
או אולי נראה את עצמנו הולכים לכיוונים מרובים בבת אחת. בעוד שקבוצות מסוימות יתמכו ביצירת בתי גידול חלל ב- LEO (ובהמשך, במקומות אחרים במערכת השמש) הנשענים על כוח משיכה מלאכותי וחלליות רובוטיות המכרות אסטרואידים לחומרים, אחרות יתמקדו בהקמת מאחזים בגופי פלנטה, במטרה להפוך אותם לכדי "אדמות חדשות".
ביניהם אנו יכולים לצפות כי בני האדם יתחילו לפתח מידה של "מומחיות בחלל" במאה הנוכחית, מה שבוודאי יועיל כשנתחיל לדחוק עוד יותר את גבולות הבדיקה והקולוניזציה!
