At bryde senge på Mars, hvor hovedpersonen i filmen "The Martian" lykkedes, er i virkeligheden mulig. Vand fra lavarør, frugtbar jord, metanbakterier og chlorfluorcarboner for at hæve temperaturer, mini-biofabrikker og ekstremofile lav - vi taler om de mest realistiske afgrødeteknologier på Mars.
Dyrkning af kartofler ved at hælde urin på dem, da hovedpersonen i bogen og filmen "The Martian", Mark Watney, ikke virkede i virkeligheden. Dette kan dræbe de fleste højere planter: der er for mange salte i urinen, og nitrogen er i forbindelser, der ikke absorberes direkte af planter.
Optaget fra filmen "The Martian" (2015)
Watneys metode til fremstilling af vand fra hydrazin uden laboratorieudstyr er selvdestruktiv: denne type raketbrændstof er ekstremt giftig.
Vand på den røde planet findes uden menneskelige skader. På trods af det faktum, at disse vandløbstrømme, hvor sporene for nylig blev præsenteret af NASA, er for mættede med perchlorater, giftige for planter, indeholder de Martiske lavarør (underjordiske huler) med et volumen på millioner kubikmeter ifølge planetariske videnskabsmænd en betydelig mængde vandis fri for perchlorater eller fuldstændigt demineraliseret.
Fertil Mars
Salgsfremmende video:
Hvad er der med "jord"? Et team ledet af den hollandske økolog Wieger Wamelink købte kunstige jordprøver fra NASA, der er kemisk identiske med Mars og månens regolit. På dem såvel som på jorden fra en dybde på ti meter blev der sået et betydeligt antal planter, herunder almindelige tomater, brøndejern og markssennep.
De hældte dem med demineraliseret vand, svarende til det, der kan fås fra månens og Martian vandis. Resultaterne var ekstremt uventede: Mange planter, inklusive de tre angivne arter, spirede ikke kun, men gav også frø og bedst af alt - på "Martian" -prøven.
Den "månen" jord gjorde det værst, men den jordiske tog den ærefulde andenplads - og det på trods af det moderate indhold af aluminium og perchlorater i simulatoren af den Martiske jord. Igen understreger forskerne: da der praktisk talt ikke er kvælstof i den Martiske atmosfære, er det på Røde Planet selv meget ønskeligt at indføre ekskrementer i jorden, der indeholder den krævede mængde af dette element.
Gryder med "Martian" og "Lunar" jord
Simuleringen af Martian landbrug i eksperimentet blev udført ved 20 ° C og jordens atmosfære. Wamelinka-gruppen mener, at planterne på Mars vil blive dyrket i glas-lukkede (UV-stoppende) drivhuse med varme og yderligere lampebelysning. Alt dette er meget langt fra, hvad den engang populære sang lovede os: "Og æbletræer blomstrer på Mars."
Ikke-løftende jomfruland
Da der er jord og vand, der kan understøtte plantevækst, opstår det naturlige spørgsmål om det er muligt at sprede jordplanter uden for de forseglede drivhuse, hvor yderligere gasser skal indsprøjtes, hvilket er nødvendigt for at sikre normalt pres.
Elon Musks nylige halvt-vittighedsforslag om at tænde to kunstige pulserende termonukleære soler over Mars-polerne, der ville smelte frosset kuldioxid, er desværre næppe realistisk. På de polære hætter er det ifølge nutidens data mindre end 20 tusind kubik kilometer tøris.
Den kraftigste termonukleære bombe nogensinde skabt af mennesker ("Kuz'kina Mother"), når den eksploderede, fordamper mindre end en fjerdedel af en kubik kilometer af dette materiale. I 1960'erne blev Kuz'kinas mor selvfølgelig sprængt og kunstigt reduceret sin kapacitet med halvdelen, men selv uden dette vil den ikke fordampe mere end 0,5 kubik kilometer.
Mars Colonial Transporter set af en kunstner
Den mest kraftfulde missil designet i dag beregnes af den samme Elon Musk til Mars Colonial Transporter-projektet. Imidlertid vil det ikke være i stand til at levere mere end 100 ton gods til Mars ad gangen, hvilket er omtrent lig med vægten af de fire ovennævnte slægtninge til Kuzma.
Smeltning af kun to kubik kilometer tøris pr. Supertung raket betyder, at Musks plan kræver op til ti tusind flyvninger (en million tons bomber).
Husk, at levering af et ton "nysgerrighed" til Mars koster hundreder af millioner af dollars, og selvom SpaceX formår at reducere leveringsprisen ti gange, koster en termonuklear fjeder på Mars menneskeheden 100 billioner dollars. Er der ingen billigere måde?
Klar Martians
I sommer rapporterede Rebecca Mickol fra University of Arkansas på den amerikanske kongres for mikrobiologer om et sjovt eksperiment: Fire ekstremt almindelige anaerobe bakterier blev udsat for et tryk på 0,006 Jordtryk, hvilket svarer til forholdene på Mars's overflade.
Som det viste sig, er alle disse organismer i stand til at tolerere sådanne ændringer uden sporulation og ikke miste deres evne til at producere metan.
Tidligere har de samme arter, inklusive Methanosarcina barkeri, allerede vist, at de ikke er bange for ekstremt skarpe temperatursvingninger og miljøer med et højt perchloratindhold, og nogle af de terrestriske bakterier lever held med disse meget perchlorater, som er giftige for dig og mig.
Methanosarcina barkeri
Det er vigtigt, at alle disse bakterier producerer methan, og Methanosarcina barkeri producerer også kuldioxid. Både den første og den anden er kraftige drivhusgasser, der dramatisk kan reducere varmetab på planetens overflade.
Desværre betyder det ikke, at det er nok for os at bringe M. barkeri til den røde planet og roligt se, hvordan det terraformerer det. Faktum er, at de fleste af disse anaerober kræver brint, hvoraf der næppe er meget.
Endelig er områder på Mars allerede blevet opdaget, hvor der er en mistænksom høj mængde kuldioxid (syv gange mere end normalt), og undertiden vises methan. Et antal forskere beskylder de mulige Martian-analoger af M. barkeri for dette. Hvis de stadig ikke har terrafomiseret Mars uden vores hjælp, mangler de simpelthen næringsstoffer - for eksempel det samme brint.
I teorien kunne man forsøge at skabe ved genteknologi en bakterie, der lever af perchlorater og er lige så modstandsdygtig over for Mars temperatur og tryk som M. barkeri, men i praksis kan vi tale om et realistisk scenario med en mikrobiel drivhuseffekt, der ville gøre Mars lige så varm som Jorden, det er for tidligt.
Stor kemi
Og alligevel er der intet overnaturligt ved at gøre den åbne Marsoverflade velegnet til jordplanter. I øjeblikket opvarmer drivhuseffekten Mars (sammenlignet med den atmosfæriske variant) med kun fem kelvin, mens der i solsystemet er eksempler på planeter, der modtager hundreder af kelvinopvarmning fra drivhusgasser.
Det er sandt, at der stadig er få sådanne gasser på Mars: selv ved at smelte al tøris ved polerne, kan drivhuseffekten maksimalt fordobles, hvilket ikke giver en radikal stigning i planetstemperaturen.
Der er dog en udvej. Et antal gasser transmitterer ikke infrarød stråling over et meget bredere område end kuldioxid eller methan. Lavere chlorfluorcarboner blokerer stærkt for dens bølger med en længde på 7,8 til 15,3 mikrometer, hvorfor drivhuseffekten fra dem er op til 30 tusind gange stærkere end fra den samme mængde kuldioxid.
Hvor meget CFC der skal til for at varme op til poltenes smeltning er et komplekst spørgsmål, afhængigt af hvor meget frosset kuldioxid der ligger under overfladen af den røde planet. Da undersøgelsen af dens dybder endnu ikke er begyndt, adskiller de kvantitative estimater af ismængder sig kraftigt.
Polaris på Mars
I henhold til de mest optimistiske beregninger vil selv 40 millioner tons af disse stoffer være nok til at smelte ikke kun kuldioxid i polarhætterne, men også den del af tørisen, der er indeholdt i overfladen af resten af planeten.
Smeltning af hele denne masse vil øge densiteten i atmosfæren til 0,3 af jordens, hvilket er flere gange højere end Armstrong-grænsen - det punkt, hvor spyt begynder at koge på tungen ved 37 ° C.
I dette tilfælde opnås ikke kun muligheden for at gå på planeten uden en rumdragt, men også en drivhuseffekt, der er tilstrækkelig til at forhindre overfladen af Mars i troperne og ved ækvator i at blive udsat for svær frost om natten.
Men 40 millioner tons er for meget til at blive leveret fra Jorden. Dette er kun 60 gange den gennemsnitlige produktion af lavere chlorfluorcarboner på Jorden, hvor de blev anvendt til fremstilling af aerosoldåser indtil 1992. Organisering af meget robotisk kemisk produktion på Mars er ikke så vanskeligt som det ser ud - den specifikke tyngdekraft af fluor og dens forbindelser i den lokale jord er halvanden gang større end på Jorden.
Martian drivhusprojekt
Og alligevel taler vi om at skabe en stor kemisk industri der, som skal arbejde kontinuerligt i årtier. Selv hvis vi starter dets arbejde lige nu, vil kuldioxid på Mars kun smelte helt inden 2075. Men selv efter dette bør fabrikkerne ikke stoppes: at smelte al vandisen på planeten vil det ifølge forskellige skøn tage mindst den samme tid.
Teoretisk set vil Mars allerede fra det øjeblik, tørisen smelter, blive velegnet til nogle landlige planter. Tilbage i 1970'erne blev det vist, at nogle alger har det fint i rent kuldioxid uden ilt. Cyanobakterier har lignende kvaliteter.
I princippet kan sådanne organismer, når de har nået positive temperaturer, begynde at producere ilt i industriel målestok. Men for at denne ordning fungerer, vil det tage en enorm mængde tid - måske op til 100.000 år. Tja, vi ser aldrig planeten grøn?
Kast en flaske
Noget kan gøres nu. Det tyske luftfartsagentur i 2012 fandt, at den arktiske lav, Xanthoria elegant, godt kan fotosyntes i de lave breddegrader på Mars (+20 til -50 ° C). Under eksperimentet, der varede i 34 dage, forblev lavene ikke kun levedygtige, men demonstrerede også fotosyntesen på de øjeblikke, hvor den simulerede Martian-dag forsynede den med temperaturer over nul.
Det ser ud til, at på trods af trykket fra halvanden hundrede gange mindre end Jordens, en grundlæggende fremmed atmosfære, stråling og endda ultraviolet lys, kan nogle jordbundne fotosyntetiske organismer i nærheden af flydende vand godt være lige nu på Mars.
Lichen P. chlorophanum på Marsjord
Denne mulighed bør kontrolleres. Dette er grunden til, at NASA i øjeblikket arbejder på Mars Ecopoiesis Test Bed-initiativet. Inden for dens rammer planlægger de at sende en container på størrelse med en lille flaske udstyret med et gennemsigtigt låg til solsystemets fjerde planet.
Nedstigningskøretøjet bliver nødt til at skrue en sådan åbenbundet "flaske" et par centimeter ned i jorden i områder, hvor der er periodiske vandløb af saltvand, og lade den lokale "jord" komme ind i objektet.
Når området ved siden af flasken passerer gennem frysepunktet for vandet, lader bunden af enheden det flydende vand igennem, hvilket giver organismer inden i at bruge det.
Ekstremofile alger og cyanobakterier vil blive anbragt i en eksperimentel mini-beholder, som får mulighed for at bevise på stedet deres evne til at fotosyntetisere under ultraviolet lys og andre Martian charms.
Mars Ecopoiesis Test Bed Container
I den næste fase af det samme program planlægger NASA at skabe større, forseglede strukturer, dækket ovenfra, men frit modtage vand og jord fra neden for deres fotosyntetiske organismer.
I sådanne lukkede minibiosfærer vil det være muligt at producere ilt, hvilket vil være nyttigt i fremtiden for astronauter, der lander på Mars.
Oxygenbiofabrikker kan teoretisk gøre livet meget lettere for ankomne astronauter, hvilket aflaster dem for behovet for at transportere iltforsyning fra Jorden.
Venter på en supermagt
Realistisk set bør man kun forvente, at det første trin i Mars Ecopoiesis Test Bed skal implementeres. Det kræver, at der sendes ca. et ton nyttelast til Mars, hvilket kan sammenlignes med Mars rover-missioner.
Med andre ord, i de kommende årtier finder vi sandsynligvis pålideligt ud af, om vi i et isoleret rum har mulighed for at terraforme et stykke af en anden planet med jordiske organismer.
Flere store aktioner - den samme pakke med astronauter - er endnu ikke at forvente. NASA planlægger at flyve til Mars på samme måde som til Månen - det vil sige på engangsraketter, måske kun ved hjælp af ionmotorer. Flyvninger til månen koster mere end 150 milliarder dollars, og en rejse til Mars af tekniske grunde vil koste flere gange mere.
Situationen kan kun ændre sig, hvis Elon Musks Napoleon-planer implementeres, men når det kommer til personlighedens indflydelse på historien, er det meget vanskeligt på forhånd at forudsige, om hans storslåede projekter vil gå i opfyldelse.
Det er næsten umuligt at forestille sig, at de amerikanske myndigheder vil være i stand til at afsætte midler, der svarer til det årlige amerikanske militærbudget til erobringen af Mars. Noget som dette kan kun forventes, hvis en anden supermagt overtager og indleder et prestige race.
Men nu er det ikke 1960'erne, der er ingen andre supermagter på planeten, og åbenlyst er både bemandet ekspeditioner til Mars og de første forsøg på at terrraformere den udsat, indtil de vises.