Kehidupan di Mars: bagaimana penemuan baru-baru ini membawa kita lebih dekat untuk pindah ke Planet Merah dan berapa lama waktu yang dibutuhkan.
Pada 16 Agustus 2019, miliarder dan penemu eksentrik Elon Musk men-tweet Nuke Mars! ("Ayo serang Mars dengan bom nuklir!"). Mars - dan apa yang dapat dilakukan seseorang dengannya - mengkhawatirkan umat manusia setidaknya sejak The Martian Chronicles karya Ray Bradbury. Tetapi ada perbedaan besar antara fantasi setengah abad yang lalu dan zaman kita: penemuan ilmiah terbaru telah mengalihkan percakapan tentang kehidupan di Mars dari lingkaran fantasi ke kantor peneliti dan bahkan pengusaha.
Planet keempat tata surya ini memiliki radius setengah ukuran Bumi, tetapi luasnya sama dengan gabungan semua benua di bumi (untungnya, tidak ada lautan), ditambah pada tahun 2008 penyelidikan NASA menemukan air di sana (dalam bentuk es). Tidak mengherankan bahwa ada godaan untuk mengisi planet ini, dan secara harfiah pada Juli 2019, mesin roket untuk penerbangan di sana untuk pertama kalinya dapat mengangkat Starhopper ke udara, sebuah prototipe yang dalam beberapa tahun akan berubah menjadi Starship - roket dan pesawat ruang angkasa yang dibuat khusus untuk penerbangan ke Mars. Berkat penggunaan kembali penuh Starship (lebih dari seratus penggunaan), biaya penerbangan ke Mars akan turun drastis.
Pada saat yang sama, suhu tahunan rata-rata di Mars adalah -63 derajat Celcius, kira-kira sama dengan di stasiun Vostok Antartika. Di sana sangat dingin karena atmosfernya 150 kali lebih tipis dari Bumi. Dengan cangkang gas yang begitu tipis, efek rumah kaca sangat lemah, itulah sebabnya udara menjadi dingin. Masalah tersebut dapat diselesaikan dengan mendekatkan kondisi iklim di Mars dengan iklim Bumi - proses ini disebut terraforming. Dalam kasus Mars, untuk ini perlu entah bagaimana memanaskan permukaan planet dengan tajam, yang bahkan pada tahun-tahun terbaik terletak 56 juta kilometer dari sini.
Para ilmuwan berjuang cukup keras untuk masalah ini, dan baru-baru ini, pada musim panas 2019, cara yang tidak biasa untuk membuat Planet Merah layak huni disajikan - sebagai permulaan, setidaknya sebagian. Ternyata kubah transparan yang terbuat dari bahan gel eksotis hanya setebal beberapa sentimeter menghangatkan tiruan terestrial tanah Mars begitu banyak dalam pencahayaan lokal yang buruk sehingga mampu mendukung kehidupan tanaman tanpa pemanasan tambahan. Dan ini adalah sensasi yang nyata. Kami memberi tahu Anda apa yang dapat dilakukan secara umum sehingga setelah beberapa tahun orang berjalan melalui ladang Mars dan mengagumi dua bulan sekaligus.
Kubah aerogel: rumah kaca level 80 ditemukan oleh para ilmuwan sebulan yang lalu
Mari kita langsung ke penemuan terbaru. Pada Juli 2019, sebuah tim ilmuwan melakukan eksperimen laboratorium sederhana di mana mereka menempatkan analog tanah Mars di sebuah ruangan dengan atmosfer yang dijernihkan dan suhu Mars. Kemudian mereka menyinari kubah dengan lampu yang memberikan 150 watt energi per meter persegi - persis sama seperti rata-rata yang diberikan matahari ke permukaan Mars.
Ternyata mengejutkan: tanpa pemanasan eksternal sedikit pun, permukaan tanah Mars, ditutupi dari atas dengan kubah gel, menghangat sedikit di atas nol derajat. Kubah, hanya setebal dua sentimeter, mentransmisikan cahaya tampak dengan baik, memanaskan tanah, tetapi mentransmisikan ultraviolet, radiasi inframerah, dan panas dengan sangat buruk. Ada lebih dari cukup bahan baku untuk produksinya (pasir biasa) di Mars, serta di Bumi.
Memanaskan tanah sebesar 65 derajat dengan kubah transparan sederhana tampak seperti keajaiban, karena dari bawah tanah tidak memiliki insulasi termal khusus dan sebagian panas masih mengalir ke samping. Artinya, itu seperti menutupi tanah beku dengan kain minyak yang diatur dengan cerdik - dan kemudian semuanya terjadi dengan sendirinya. Tetapi tidak ada keajaiban khusus di sini. Aerogel ditemukan pada tahun 1931, dan, pada kenyataannya, itu adalah gel alkohol biasa, dari mana semua alkohol diuapkan dengan pemanasan, meninggalkan jaringan saluran berisi udara. Sifat insulasi termalnya dengan ketebalan yang sama hingga 7,5 kali lebih tinggi daripada busa atau wol mineral, sementara itu praktis transparan. Tempat tinggal konvensional yang dibuat darinya dan di Bumi, yang benar-benar transparan, tidak memerlukan pemanas, kecuali selama malam kutub yang panjang.
Menariknya, faktanya, bahan ini telah diuji di Mars: penjelajah Amerika menggunakan aerogel sehingga instrumen internal mereka tidak terlalu dingin selama malam Mars, ketika suhu bisa turun hingga -90 derajat.
Para peneliti yang telah mengusulkan kubah semacam itu sebagai cara untuk suatu hari pindah ke Mars mencatat bahwa kubah aerogel mudah diangkut dalam jarak jauh. Selain itu, percobaan di laboratorium terestrial telah menunjukkan bahwa bahkan tomat tumbuh sepenuhnya pada analog tanah Mars, jika suhunya normal. Tidak perlu menghabiskan banyak air untuk mereka juga: tidak ada tempat untuk menguap dari bawah kubah, yaitu, bahkan sejumlah kecil akan terus-menerus dikonsumsi oleh tanaman "dalam lingkaran". Omong-omong, untuk mengkonfirmasi proposal ini, penulis berencana untuk mentransfer eksperimen ke Antartika - lembah kering McMurdo, yang sangat dekat dengan Mars dalam hal iklim dan ketiadaan air.
Musk benar: Mars memang bisa dibom - dan mungkin berguna (tapi bukan fakta)
Cara paling radikal untuk menyelesaikan masalah, seperti yang sering terjadi, diusulkan oleh Elon Musk: mengebom kutub Mars dengan bom termonuklir. Ledakan itu seharusnya menguapkan karbon dioksida, yang membentuk sebagian besar es di tutup kutub planet ini. CO2 akan menciptakan efek rumah kaca, yaitu dari bom nuklir di planet keempat akan memanas secara serius dan untuk waktu yang lama.
Benar, pada tahun 2018 sebuah penelitian yang disponsori oleh NASA mengajukan sudut pandang yang sama sekali berbeda: tidak ada gunanya mengebom kutub. Dan secara umum, semua karbon dioksida Mars tidak cukup untuk menciptakan atmosfer yang cukup padat untuk pemanasan yang serius. Menurut perhitungan kelompok ilmiah "nasov", setelah melelehkan tutup kutub karbon dioksida, tekanan di sana hanya dapat dinaikkan 2,5 kali. Ini akan menjadi lebih hangat, tapi itu masih suhu Antartika - dan atmosfernya 60 kali lebih tipis dari kita. Penulis karya tersebut secara langsung menyebutkan orang yang sudut pandangnya mereka kritik: Elon Musk. Tapi ini, tampaknya, tidak mengganggunya sedikit pun.
Bahkan di Mars, Anda dapat menemukan ngarai sepanjang ribuan kilometer - dan menetap di dalamnya.
Mars memiliki fitur relief yang sangat tidak biasa yang tidak ditemukan di Bumi. Salah satunya adalah sistem ngarai Lembah Mariner sepanjang 4.000 kilometer, yang terpanjang yang dikenal di tata surya. Lebarnya mencapai 200 kilometer, dan kedalamannya hingga 7 kilometer. Ini berarti bahwa di dasar ngarai, tekanan atmosfer satu setengah kali lebih tinggi dan di sana terasa lebih hangat dan lebih lembab daripada di bagian lain planet ini. Di atas bagian Lembah Mariner itulah pesawat ruang angkasa memotret kabut nyata dari uap air (gambar di bawah), dan di lereng daerah lain - jejak gelap sungai di pasir, dan aliran ini secara mencurigakan mirip dengan air.
Lembah Mariner tidak lebar di mana-mana - di beberapa tempat lebarnya hanya beberapa kilometer. Telah lama diusulkan untuk menutupi tempat-tempat seperti itu dengan kubah kaca, percaya bahwa ini akan cukup untuk menahan panas dan membentuk suhu tinggi lokal. Kubah aerogel di atas area dengan air seperti itu dapat mengarah pada pembentukan iklim lokal yang relatif hangat dengan curah hujan dan airnya sendiri. Tempat-tempat seperti itu dapat dibangun secara bertahap, dan semakin besar area yang ditutupi dengan kubah yang berbatasan, semakin tinggi suhu rata-ratanya (lebih sedikit kehilangan panas melalui dinding). Jadi, pada kenyataannya, terraforming yang bertahap dan "merambat" seperti itu dapat memakan area yang sangat luas di planet ini.
Apa yang salah dengan perhitungan NASA dan mengapa para ilmuwan yang berbeda pendapat sudah dipekerjakan di SpaceX?
Ada cara yang lebih mudah untuk pemanasan global Mars ke suhu Bumi. Seperti dicatat oleh kelompok ilmuwan lain, kami telah mencoba metode ini di Bumi, tanpa ingin - memancarkan 37 miliar ton karbon dioksida ke atmosfernya dan secara bertahap meningkatkan suhu di planet ini. Jalur ini adalah gas rumah kaca.
Tentu saja, tidak ada batu bara di Mars yang dapat menimbulkan efek rumah kaca jika dibakar. Dan CO2 bukanlah gas rumah kaca yang paling efisien. Ada kandidat yang jauh lebih baik, yang paling menjanjikan adalah SF6. Molekulnya terdiri dari satu atom belerang, di mana enam atom fluor menonjol. Karena "bulkiness"-nya, molekul ini dengan sempurna mencegat radiasi ultraviolet dan inframerah, sambil mentransmisikan cahaya tampak dengan baik. Dalam hal kekuatan efek rumah kaca yang ditimbulkannya, 34.900 kali lebih besar dari karbon dioksida. Artinya, hanya satu juta ton zat ini akan memberikan efek rumah kaca yang sama dengan puluhan miliar ton CO2 yang dikeluarkan umat manusia saat ini.
Selain itu, gas SF6 sangat ulet - masa pakainya di atmosfer adalah dari 800 hingga 3200 tahun, tergantung pada kondisi eksternal. Ini berarti Anda tidak perlu khawatir tentang pembusukannya di atmosfer Mars: setelah diproduksi, ia akan tetap di sana untuk waktu yang sangat lama. Selain itu, gas tersebut tidak berbahaya bagi manusia dan semua organisme hidup. Bahkan, di Mars, ini cukup berguna, karena ia mencegat sinar UV yang tidak lebih buruk dari ozon, yang belum ada di sana.
Menurut perhitungan, dalam waktu sekitar 100 tahun, injeksi gas rumah kaca super jenis ini dapat meningkatkan suhu di planet ini hingga puluhan derajat.
Sangat menarik bahwa sedikit sebelumnya, dengan dukungan NASA, pekerjaan ilmiah lain dilakukan, yang menggambarkan skenario seperti itu - terraforming Mars karena gas rumah kaca buatan manusia dengan peningkatan efisiensi. Salah satu penulis karya ini adalah Marina Marinova, yang sudah lama bekerja untuk NASA, dan hari ini dia mendapat pekerjaan di SpaceX. Selain itu, Elon Musk sendiri menyebutnya sebagai rekan penulis, mengkritik karya yang berbicara tentang kurangnya CO2 di Mars, yang diduga mencegahnya berubah menjadi planet dengan suhu yang mendekati Bumi.
Fitur penting dari efek rumah kaca yang sangat kuat: setelah memanaskan tanah Mars, CO2 yang terikat di dalamnya harus dilepaskan ke atmosfer, yang semakin meningkatkan pemanasan planet ini.
Kapan Mars benar-benar terlihat seperti Bumi?
Sementara SF6 memang dapat mengubah seluruh planet, harus dipahami dengan jelas bahwa ini tidak akan terjadi besok. Menurut perhitungan, untuk ini Anda perlu menghabiskan miliaran kilowatt-jam setahun - dan menghabiskannya di Mars, membuat gas SF6 yang sama dari tanah yang kaya akan fluor dan tanah abu-abu. Artinya, mereka yang ingin terraform harus membangun seluruh pembangkit listrik tenaga nuklir 500 megawatt di planet ini, fasilitas produksi otomatis yang terus-menerus melepaskan gas SF6 ke atmosfer. Proses ini akan memberikan hasil yang nyata setelah seratus tahun bekerja. Yah, atau sedikit lebih cepat dengan investasi yang sangat besar dalam pembuatan pabrik.
Selama ini, orang-orang yang memberikan aktivitasnya dan mempelajari Mars harus tinggal di suatu tempat. Jelas bahwa solusi terbaik untuk transformasi lokal planet ini di tempat-tempat pemukiman mereka adalah kubah aerogel. Artinya, jika perlu, terraforming akan dilakukan dengan dua cara sekaligus: lokal - untuk koloni saat ini dengan bantuan kubah - dan global - untuk planet secara keseluruhan.
Siapa yang sudah bisa hidup di Mars - dan mengapa itu penting
Pohon apel di Planet Merah tidak akan mekar dalam waktu dekat, tetapi tumbuh-tumbuhan di luar ruangan mungkin benar-benar datang ke sana lebih cepat dari yang kita kira.
Kembali pada tahun 2012, Badan Dirgantara Jerman melakukan percobaan dengan lumut Arktik Xanthoria elegans. Dia disimpan pada tekanan 150 kali lebih rendah dari Bumi - tanpa oksigen, pada suhu Mars. Terlepas dari sifat lingkungan yang asing, lumut tidak hanya bertahan, tetapi juga tidak kehilangan kemampuan untuk berhasil berfotosintesis (selama periode yang meniru siang hari).
Ini berarti bahwa di sejumlah wilayah Mars - Lembah Pelaut yang sama - organisme seperti itu di zona khatulistiwa sudah dapat hidup hari ini. Dan setelah dimulainya produksi gas SF6 di Mars, wilayah yang cocok untuk mereka akan mulai berkembang pesat. Seperti lumut lainnya, Xanthoria yang elegan menghasilkan oksigen selama fotosintesis. Sebenarnya, pelepasan lumut ke permukaan bumi sekitar 1,2 miliar tahun yang lalu (0,7 miliar tahun sebelum tumbuhan tingkat tinggi) yang memungkinkan atmosfer bumi untuk secara tajam meningkatkan kandungan oksigen ke tingkat dataran tinggi terestrial saat ini. Kemungkinan besar, di Mars, lumut akan memiliki fungsi yang sama - untuk menyiapkan atmosfer sehingga lebih mudah bagi makhluk yang lebih kompleks untuk hidup di dalamnya.
Mungkin orang.
