Атмосфера для Марса: как создать пригодную для жизни среду и наполнить ее воздухом

Александр Гайдамашко

Основные тезисы

Терраформирование Марса сталкивается с трудностями, такими как создание плотной атмосферы и защита от космической радиации, что осложняется слабой гравитацией и отсутствием мощного магнитного поля.
Для создания атмосферы можно использовать углекислый газ из марсианских минералов и цианобактерии для производства кислорода, однако реализация технологий терраформирования может занять от нескольких сотен до тысяч лет.

Терраформирование Марса – сможет ли человечество создать атмосферу на Красной планете

Станет ли Марс новой Землей: какие препятствия стоят на пути человечества / Freepik

Идея превращения Марса в планету, похожую на Землю, давно захватывает воображение писателей-фантастов и ученых. Однако воплощение этого амбициозного проекта, известного как терраформирование, сталкивается с огромными трудностями. Создание условий, пригодных для жизни на Красной планете, потребует решения фундаментальных проблем, начиная от атмосферы и заканчивая защитой от излучения из космоса.

Почему превратить Марс во вторую Землю – сверхсложная задача?

Главное препятствие на пути к терраформированию Марса – это создание плотной атмосферы, способной удерживать тепло и обеспечивать наличие жидкой воды. В отличие от Земли, где парниковые газы, например углекислый газ или метан, задерживают солнечное тепло, атмосфера Марса слишком разрежена для этого. Планетарный ученый Пол Бирн из Вашингтонского университета в Сент-Луисе объясняет на страницах Science News, что из-за меньшего размера и, соответственно, более слабой гравитации Марсу значительно труднее удерживать атмосферу, пишет 24 Канал.

Шаг первый: создайте глобальное потепление

Первым шагом для будущих колонистов стало бы производство огромного количества углекислого газа для запуска парникового эффекта. Одна из идей заключается в добыче CO₂ непосредственно из марсианских минералов или высвобождении его из полярных ледовых шапок. Однако, по оценкам исследователей, даже если добыть весь доступный на планете углекислый газ, этого хватит, чтобы сделать атмосферу лишь на 7% плотнее земной. Такого количества недостаточно для создания значительного парникового эффекта.

Другой подход предполагает провоцирование вулканических извержений путем столкновения с астероидами. Астрофизик из Массачусетского технологического института Сара Сигер отмечает, что человечество уже сделало небольшой шаг в этом направлении, когда в 2022 году аппарат NASA DART изменил траекторию астероида. Однако, по словам Бирна, для высвобождения достаточного количества CO₂ пришлось бы направить на Марс настолько много космических тел, что это привело бы к катастрофическим разрушениям на поверхности планеты. После таких катастроф мы бы сами долгое время не смогли бы там жить, ведь планете понадобятся годы на восстановление.

Шаг второй: нужен кислород

Даже если инженерам удастся каким-то образом разогреть и уплотнить атмосферу, следующим шагом будет изменение её состава. Воздух, которым мы дышим, состоит примерно на 21% из свободного кислорода.

Для его производства на Марсе ученые предлагают использовать генетически модифицированные микробы, в частности цианобактерии. Считается, что именно эти микроорганизмы более двух миллиардов лет назад запустили процесс обогащения кислородом земной атмосферы. С помощью фотосинтеза они могли бы поглощать углекислый газ и производить кислород.

Такой биологический метод считается более безопасным, чем использование машин, ведь любая незначительная поломка в механической системе жизнеобеспечения могла бы стать фатальной для колонистов.

Проблемы магнитного поля

Существуют также другие серьезные препятствия. Поверхность Марса покрыта токсичными солями, перхлоратами, а отсутствие у планеты магнитного поля делает ее беззащитной перед смертоносной солнечной и космической радиацией. Вот здесь и кроется самая большая проблема. Дело в том, что Марс меньше Земли, а его ядро не такое активное. Именно жидкое металлическое ядро обеспечивает существование магнитного поля, которое отражает солнечный ветер и корональные выбросы массы. Низкая активность ядра означает слабое или отсутствующее магнитное поле.

К сожалению, мы не сможем никоим образом его "перезапустить" после того, как оно остыло миллионы лет назад, если не миллиарды. Причина хотя бы в том, что оно находится чрезвычайно глубоко и мы точно не знаем, что именно нужно сделать, чтобы оно снова начало генерировать защитное магнитное поле. Без него солнечный ветер просто будет сдувать все газы из атмосферы в космос.

Сколько нужно времени?

Даже если нам каким-то образом удастся придумать, как удержать все эти парниковые газы и кислород в молодой атмосфере, на разработку, совершенствовании я реализацию технологий терраформирования, по оценкам экспертов, могут уйти от нескольких сотен до нескольких тысяч лет. Это задача точно не для нашего поколения.

Однако, космические агентства планируют отправить первых астронавтов на Марс уже в ближайшее десятилетие. Ведь любая миссия должна с чего-то начинаться. И чем раньше мы запустим реализацию этого масштабного замысла, тем раньше он может быть завершен.