Uczeni mają już konkretny plan kolonizacji Marsa. To trzy ultraważne kroki

Czerwona Planeta powoli przestaje być domeną wyłącznie literatury science fiction. Zespół naukowców ze słynnego Los Alamos National Laboratory, Pioneer Research Labs i Uniwersytetu Chicago właśnie opublikował w prestiżowym czasopiśmie Nature Astronomy przełomową pracę o terraformowaniu Marsa. Po raz pierwszy od 1991 r. badacze przeprowadzili kompleksową analizę możliwości przekształcenia naszego planetarnego sąsiada w świat nadający się do życia.

Wierz lub nie, ale nikt tak naprawdę nie zajmował się pytaniem, czy terraformowanie Marsa jest wykonalne od 1991 r. – zauważa planetolożka z Los Alamos National Laboratory i współautorka badania, Nina Lanza. Od tamtego czasu nasza wiedza o Marsie wzrosła wykładniczo dzięki łazikom, satelitom i zaawansowanym technikom analizy. Równocześnie dokonaliśmy przełomowych postępów w inżynierii klimatycznej, biotechnologii i możliwościach transportu kosmicznego.

Zespół kierowany przez Erika DeBenedictis z Pioneer Research Labs zauważa, iż trzydzieści lat temu terraformowanie Marsa nie było tylko trudne – było niemożliwe. Jednak nowe technologie – takie jak rakiety Starship SpaceX czy syntetyczna biologia – sprawiają, iż przekształcenie Marsa w świat nadający się do życia staje się realną możliwością.

To też jest bardzo ciekawe:

Trzyczęściowy plan podboju Czerwonej Planety

Schemat trzech faz terraformowania, które zmieniłyby dwa główne parametry klimatyczne planety – ciśnienie i temperaturę – z ich obecnych wartości do stanu bardziej odpowiedniego dla złożonego życia

Naukowcy proponują systematyczne podejście oparte na trzech kluczowych fazach, które przypominają nieco proces sukcesji ekologicznej znanej z Ziemi. Pierwszym krokiem jest abiotyczna inżynieria środowiska mająca na celu ogrzanie planety. Mars w tej chwili charakteryzuje się średnią temperaturą około -60°C, co czyni go niegościnnym dla większości form życia. Najnowsze badania wskazują, iż podwyższenie temperatury globalnej o zaledwie 30°C może umożliwić istnienie ciekłej wody na powierzchni.

Naukowcy proponują wykorzystanie kilku nowatorskich metod:

• Zwierciadła słoneczne umieszczone w przestrzeni kosmicznej w celu skupienia większej ilości światła słonecznego na planecie;
• Dyspersja nanocząstek w atmosferze marsjańskiej do wzmocnienia efektu cieplarnianego;
• Pokrycie powierzchni specjalnymi materiałami, takimi jak aerożele krzemionkowe, które mogą lokalnie zwiększać temperatura

Najciekawsze jest to, iż najnowsze badania sugerują możliwość wykorzystania nanocząstek wykonanych z materiałów dostępnych na Marsie, takich jak aluminium i żelazo. Te mikroskopijne struktury mogłyby być ponad 5000 razy skuteczniejsze niż tradycyjne gazy cieplarniane w ogrzewaniu planety.

Główne strumienie krótkofalowe (żółte) i termiczne podczerwone (czerwone) są przedstawione jako strzałki. Grubość strzałek jest proporcjonalna do strumienia. Klimat Marsa jest determinowany przez równowagę między przychodzącymi i wychodzącymi źródłami energii. w tej chwili całkowita pochłonięta energia wynosi E = 125 W m−2, co daje temperaturę powierzchni Tsurf  ≈ 210 K. Dostosowanie źródeł i pochłaniaczy energii zmienia zatem średnią temperaturę powierzchni. σ, stała Stefana–Boltzmanna

Gdy warunki temperaturowe staną się bardziej przychylne nadchodzi czas na wprowadzenie skrajnie odpornych mikroorganizmów. Ci biologiczne pionierzy, prawdopodobnie inżynieryjnie zmodyfikowani, rozpoczną najważniejszy proces fotosyntezy, który przekształci atmosferę z dominującym dwutlenkiem węgla w mieszankę bogatszą w tlen.

Proces ten będzie wymagał bakterii anaerobowych zdolnych do przetrwania w ekstremalnych warunkach. Modelowania wskazują, iż przy rocznym wprowadzeniu 10⁹ bakterii poziom tlenu w atmosferze może osiągnąć 13 proc. w ciągu 500 lat.

Ostatnia faza obejmuje rozwój pełnego ekosystemu z roślinami i bardziej złożonymi formami życia. Na tym etapie Mars zaczyna przypominać zieloną planetę z kwitnącą biosferą, w tym algami i roślinami zdolnymi do dalszego wzbogacania atmosfery w tlen.

A co nas obchodzi Mars za pół tysiąclecia? Korzyści odczujemy za naszego życia, na Ziemi

Badacze nie postrzegają terraformowania Marsa jako ucieczki od problemów Ziemi. Przeciwnie – badania nad terraformowaniem Marsa mogą ostatecznie pomóc w utrzymaniu „oazy Ziemi”. Technologie opracowane dla kolonizacji Marsa, takie jak rośliny odporne na suszę, efektywne metody rekultywacji gleby czy ulepszone modelowanie ekosystemów, prawdopodobnie będą miały bezpośrednie zastosowanie na naszej planecie.

Choć pełne terraformowanie może zająć stulecia, a choćby tysiąclecia to pierwsze kroki mogą rozpocząć się w ciągu najbliższych dekad. Szacunki kosztów są imponujące – mowa o bilionach dolarów rozłożonych na kilka stuleci. Jednak naukowcy zauważają, iż są to kwoty porównywalne z globalnymi inwestycjami w energię czy łagodzenie zmian klimatycznych.

Wykres pająka znanych ekstremofilów i ich adekwatności, z większą tolerancją w dalszej odległości od środka. Znane ekstremofile mogą tolerować warunki zbliżone do tych występujących na Marsie lub je przewyższające, w tym przetrwanie dawek promieniowania UV-C podobnych do marsjańskich, wzrost Debaryomyces hansenii w 23 proc. soli nadchloranowej, Psychromonas ingrahamii w temperaturze −12 °C i wzrost Carnobacterium sp. w ciśnieniu 7 mbar

Nie wszyscy naukowcy są przekonani do tego pomysłu. Sama Nina Lanza ostrzega, iż terraformowanie może zniszczyć dowody na starożytne życie na Marsie. Ponadto Mars nie posiada magnetosfery, co oznacza, iż sztuczna atmosfera mogłaby być stopniowo zdmuchiwana przez wiatr słoneczny.

Istnieją również kwestie etyczne: czy mamy prawo do przekształcania całej planety? Niektórzy argumentują, iż Mars powinien pozostać nietkniętą dziczą, podczas gdy inni twierdzą, iż żywe planety są lepsze od martwych.

Zaraz ruszamy

Zespół proponuje rozpoczęcie od kontrolowanych eksperymentów w ramach misji Mars Sample Return (2028-2031), testując aerożele i bakterie w kraterach. To może być pierwszy krok w kierunku największego przedsięwzięcia inżynieryjnego w historii ludzkości.

Jak podsumowuje Edwin Kite z Uniwersytetu Chicago: Jeśli ludzie nauczą się, jak terraformować świat taki jak Mars, może to być pierwszy krok w kierunku celów poza naszym układem słonecznym.

Czerwona Planeta powoli przestaje być tylko przedmiotem marzeń. Staje się konkretnym celem, który – choć ambitny – może stać się rzeczywistością w ciągu najbliższych stuleci. Oczywiście, pod warunkiem, iż nie pogubimy się w kosmicznych rachunkach.