14.05.2020-13:45:00   |   Marek Jurčík
#Kozmos
#Zem
#Veda
Mars sa často prezentuje ako nádejná Planéta B, na ktorej sa ľudia raz usadia. Spomína sa aj jeho terraformácia – zmena prostredia, aby pripomínalo to pozemské. Čo všetko je potrebné urobiť? Skutočne by človek raz mohol žiť na Marse?

Mars – voľba č.1?

Exituje viacero dôvodov, prečo ľudia zatiaľ neosídľujú Mars. Táto planéta má zhruba 100-krát redšiu atmosféru ako Zem1. V dôsledku toho sa tlak na povrchu pohybuje medzi 600 až 1 000 Pa, čo je zhruba 150-krát menej ako na povrchu Zeme. 2 Väčšinovou zložkou atmosféry je navyše oxid uhličitý. Tvorí až 95 percent. Kyslík tvorí nepatrných 0,13 percenta.

Keďže Mars nemá dostatočnú atmosféru, ktorá by udržiavala teplo, priemerná denná teplota sa na povrchu pohybuje okolo -60°C. V zime klesá až na -140°C. Riedka atmosféra zároveň prepúšťa škodlivé žiarenie Slnka.


Mars obklopuje len veľmi slabá a nesúvislá magnetosféra. Miestami je až 40-krát slabšia ako pozemská. Magnetosféra zabezpečuje ochranu pred slnečným vetrom, čo sú vysokoenergetické častice produkované Slnkom.

Povrch Marsu teda nie je takmer vôbec chránený pred vonkajšími vplyvmi. Ako napísal Andy Weir v známom sci-fi románe Marťan, človek by na tejto planéte bez ochranných prostriedkov okamžite dostal takú rakovinu, že by sama mala rakovinu.


-

Obrázok 1: Povrch Marsu pripomína púšť, no teploty len zriedkavo prekročia hranicu 0°C. (Zdroj: NASA)


Možné spôsoby terraformácie

Terraforming Marsu má dva hlavné ciele: vytvorenie atmosféry a zahriatie planéty. Existuje viacero návrhov, ako to dosiahnuť. Väčšina z nich vychádza z idey vyvolania skleníkového efektu pomocou plynov viazaných v ľade a pôde planéty.

Americkí vedci Robert Zubrin a Chris McKay navrhli vybudovať obrovské orbitálne zrkadlá odrážajúce slnečné svetlo na povrch tak, aby zvýšili teplotu a rozpustili zamrznutú vodu. Podľa nich by ľudia okrem toho mohli korigovať dráhu asteroidov bohatých na amoniak tak, aby zasiahli Mars. Keďže amoniak predstavuje silný skleníkový plyn, výrazne by pomohol otepľovaniu.

Hlavný problém predstavuje skutočnosť, že ľudstvo v súčasnosti nedisponuje technológiou, ktorá by umožňovala čokoľvek podobné zrealizovať. Obrovské zrkadlá konštrukčne pripomínajú Dysonovu sféru, ktorá naopak zachytáva žiarenie. O problémoch spojenými s realizáciou takýchto konštrukcií sme písali TU.


Výrazne drastickejší plán predstavil zakladateľ Space X Elon Musk. Navrhol nad pólmi Marsu vyrobiť čosi ako malé hviezdy tým, že by v pravidelných intervaloch v atmosfére odpaľoval jadrové bomby. Lenže aby napodobnil hviezdu, potreboval by denne odpáliť 3 000 bômb! A to iba nad jediným pólom. Takúto produkciu bômb nedokážeme zabezpečiť. Aj keby sa to podarilo, nie je isté, či by došlo k potrebnému ohriatiu. S istotou ale možno tvrdiť, že by atmosféra bola zamorená rádioaktívnym materiálom. Tento návrh predstavuje len ďalšiu Muskovu víziu, ktorá sa (na rozdiel od väčšiny) neopiera o vedecké štúdie.

Najväčší problém je atmosféra

Podľa štúdie amerických vedcov Brucea Jakoského a Christophera Edwardsa ľad a pôda na Marse obsahujú iba 2 % z množstva oxidu uhličitého, ktoré je potrebné, aby došlo k dostatočne silnému skleníkovému efektu. Jeho zásoby umožňujú nárast teploty maximálne o 10 °C. Vedci vychádzali z dát roverov a sond nazbieraných za posledných 20 rokov.

Ďalšie skleníkové plyny by bolo teda potrebné dodávať inými spôsobmi. Jednou z možností sú už spomínané asteroidy bohaté na amoniak. Ukázalo sa ale, že amoniak nie je stabilný v marsovskej atmosfére. Po niekoľkých hodinách sa rozkladá na dusík a vodík a okrem toho veľmi rýchlo uniká do vesmíru. Čiže hoci je amoniak silný skleníkový plyn, výraznejšie zmeny nespôsobí.

Niektoré plány počítajú s importom metánu z iných kozmických objektov, napríklad z Titanu. Odhliadnuc od skutočnosti, že ľudstvo ešte nezačalo ťažiť ani na Mesiaci, nie to na oveľa vzdialenejších telesách, metán by na Marse taktiež veľmi rýchlo unikol do vesmíru.

Tento problém by sa nevyskytoval v prípade zlúčenín fluóru, ako je napríklad fluorid sírový, chlór-fluorované uhľovodíky (CFC) alebo perfluorouhľovodíky (PFC). Všetky predstavujú veľmi silné skleníkové plyny. Pri vytváraní skleníkového efektu sú zhruba tisíckrát silnejšie ako oxid uhličitý. Tieto plyny by sa mohli produkovať priamo na Marse z miestnych hornín a zároveň by mohli vznikať ako vedľajší produkt prípadnej priemyselnej činnosti. Vedci odhadujú, že v prípade použitia CFC by bol na vyvolanie potrebného skleníkového efektu potrebný zhruba trojnásobok tohto plynu, aký ľudstvo vyrobilo v priebehu 20 rokov. (Dnes je už celosvetovo zakázaný.)


Skleníkové plyny by s prípadnou pomocou ďalších systémov zabezpečili vhodnú teplotu a zhustenie atmosféry. No keďže Mars má veľmi slabé magnetické pole, táto „vylepšenái“ atmosféra by vplyvom slnečného vetra postupne zanikala. Podľa štúdie vedcov z NASA tento problém možno pomerne jednoducho vyriešiť pomocou dostatočne silného magnetu neseného umelou družicou v prvom libračnom bode Marsu. Ide o bod, kde sa gravitačné a odstredivé sily vyrovnávajú.

Teleso umiestnené do tohto bodu nemení svoju polohu voči druhému telesu. Na zabezpečenie dostatočnej ochrany by bol potrebný magnet so silou 1 až 2 Tesla. Na porovnanie, magnetické pole Zeme má silu zhruba 0,00005 T a obyčajná magnetka okolo 0,001 T. Avšak už dnes sa vyrábajú magnety silnejšie ako 1 T.


-

Obrázok 2: Znázornenie magnetického štítu v libračnom bode. (Zdroj: NASA)


Neprekonateľné prekážky?

Po zabezpečení ochrany pred škodlivým žiarením by bolo potrebné kompletne zmeniť zloženie atmosféry. Človek by sa už mohol na povrchu Marsu voľne pohybovať, no potreboval by plynovú masku. Atmosféra by totiž stále obsahovala minimum kyslíka a priveľa oxidu uhličitého.

Kompletne transformovať atmosféru by bola veľká výzva aj pre oveľa vyspelejšiu civilizáciu ako je súčasné ľudstvo. Veľmi hypotetickou možnosťou je navádzať kométy, aby prelietali blízko Marsu. Látky ako kyslík a voda, ktoré by sa z nich odparovali, by mohli obohatiť marsovskú atmosféru. Pravda, niečo podobné by si vyžiadalo zhruba 10 000 komét. Navyše riziko, že niektorá dopadne na povrch, by bolo privysoké.

Ďalší problém terraformingu a dlhodobého osídľovania Marsu vôbec predstavuje gravitácia. Marsovská gravitácia je o 62 % slabšia ako pozemská. Ľudské telo by sa týmto podmienkam postupne prispôsobilo, no dlhodobí obyvatelia Marsu by sa už nedokázali vrátiť na Zem. Mali by totiž výrazne redšie kosti a menej svalovej hmoty. Tiež sa zistilo, že v slabom gravitačnom poli výrazne klesá hladina červených krviniek, čo má za následok zhoršenie okysličenia tkanív. 3

Dlhodobé osídlenie Marsu

Aby sme na Marse vytvorili rovnaké podmienky ako na Zemi, musíme v prvom rade zahriať celú planétu, vytvoriť atmosféru a magnetosféru, zmeniť zloženie atmosféry tak, aby nebola toxická, a zabezpečiť dostatočne silné gravitačné pole. Ide o technicky aj finančne veľmi náročné úkony, ktoré ľudstvo tak skoro nezvládne. Ak vôbec. „Pri súčasnej technológii jednoducho nevidím žiadne realizovateľné možnosti,“ komentoval plány na terraformovanie Marsu planetárny vedec Christopher Edwards.


Ďalšie kroky ako zúrodnenie pôdy a výstavba miest sú v porovnaní s vyššie spomínanými cieľmi pomerne jednoduché.

Oveľa prístupnejšou a efektívnejšou možnosťou je budovať obrovské základne. Nebolo by potrebné meniť klimatické a ani atmosférické podmienky. Prostredie vhodné na život by ľudia vytvorili vnútri základní, ktoré by zabezpečovali dostatočnú ochranu pred krutými podmienkami planéty. Ide o koncept takzvaného worldhouse. Takéto základne by mohli zabezpečiť aj dostatočnú gravitáciu tým, že by rotovali. Odstredivá sila by jednoducho dopĺňala chýbajúcu zložku gravitačnej sily.

Na druhej strane, ľudia obývajúce takéto základne by z nich nemohli jednoducho a priamo vystúpiť do prostredia, ktoré sa neotáča. V porovnaní s tým, že v slabom gravitačnom poli by trpeli závažnými chorobami, je to ale len úsmevný detail.


-

Obr.3 Najvýhodnejšou možnosťou pre ľudí je budovať na Marse obrovské kryté základne. (Zdroj: 3blmedia.com)



Tento článok sme Vám mohli priniesť vďaka podpore na Patreone. Aj symbolický príspevok nám pomôže zverejňovať viac kvalitných článkov.


Poznámky:
1. Atmosféra Marsu dodnes uniká do vesmíru je rýchlosťou zhruba 100 gramov plynu za sekundu.
2. Rovnaký tlak je približne 30 km nad povrchom Zeme.
3. Vedci zatiaľ nenašli vysvetlenie, prečo ľudské telo v slabom gravitačnom poli stráca červené krvinky.

Zdroje:

https://www.space.com/41318-we-cant-terraform-mars.html
https://www.cnet.com/features/terraforming-mars-might-be-impossible-for-now/
https://en.wikipedia.org/wiki/Terraforming
https://sk.wikipedia.org/wiki/Mars#Atmosf%C3%A9ra_a_klimatick%C3%A9_podmienky
http://www.users.globalnet.co.uk/~mfogg/zubrin.htm
https://www.science20.com/robert_walker/nukes_can_never_terraform_mars_a_million_100_megaton_nukes_cant_do_it_elon_musks_sci_fi_teeshirts-24078

Titulný obrázok: pixabay.com
Páčia sa Vám naše články? Podporte nás

Zdieľajte článok







Pridať e-mail