Марс станет теплее? Учёные предлагают «нано-одеяло» для Красной планеты
Марс. Одно слово, а сколько за ним стоит! Красная планета не даёт покоя человечеству, маня загадками и возможностями. И хотя сады на марсианских просторах — пока удел фантастов, наука ищет пути, как приблизить эту мечту. И, кажется, на горизонте забрезжил новый, довольно элегантный способ сделать Марс… гостеприимнее. Теплее, если быть точным.
Будем честны: превратить Марс во вторую Землю — задача из разряда «миссия невыполнима», по крайней мере, на первый взгляд. Это не обои переклеить. Процесс, который красиво именуют «терраформирование», опирается на три столпа, тесно переплетённых между собой.
- Поднять температуру. Марс — место холодное, так что без обогрева никак.
- Нарастить атмосферу. Нынешняя марсианская «воздушная оболочка» настолько тонка, что давление у поверхности — мизер по земным меркам. Без скафандра там делать нечего.
- Разбудить воду. Жизнь, как мы её знаем, требует воды. На Марсе она есть, но спит вечным сном во льдах на полюсах и под грунтом.
Самое интересное, что эти три задачи взаимосвязаны. Стоит взяться за одну — и остальные подтянутся. Нагреваешь планету — начинают таять льды, включая залежи замороженного углекислого газа (сухого льда). Сухой лёд испаряется, насыщая атмосферу CO₂, который, как известно, парниковый газ. Атмосфера становится плотнее и теплее, что, в свою очередь, способствует дальнейшему таянию льдов и испарению воды. Такой вот климатический «снежный ком», катящийся в нужную сторону.
Что пробовали раньше?
Идей, как запустить этот «ком», предлагалось немало за последние десятилетия. Были мысли посыпать полярные шапки чем-то тёмным, чтобы они лучше грелись на солнце. Рассматривались варианты с закачкой в атмосферу мощных парниковых газов, которые на Земле, наоборот, стараются ограничить. Предлагали даже завозить газы вроде аммиака или метана с других планет или их спутников.
Звучит всё это очень амбициозно. Но и упирается в весьма прозаичные вещи: где взять столько ресурсов и как всё это доставить и реализовать? Масштабы требуемых работ и затрат получаются поистине астрономическими.
Нано-решение: Аэрозоли выходят на сцену
И тут появляется свежая, изящная концепция, предложенная недавно одной междисциплинарной исследовательской группой. А что, если не пытаться завалить Марс гигатоннами материалов, а использовать нечто гораздо более «тонкое»? Например… наночастицы.
Представьте себе крошечные частицы, скажем, из графена и алюминия, распылённые высоко в марсианской атмосфере. Их хитрость в том, что они отлично ловят тепловое излучение самой планеты в определённом диапазоне волн. Проще говоря, они создают в атмосфере лёгкое, но эффективное «одеяло», усиливая естественный парниковый эффект.
Что особенно привлекательно в этой идее? Возможность производить эти наночастицы прямо на Марсе, из местных материалов. Это называется модным термином ISRU — использование ресурсов на месте. Согласитесь, это звучит куда реальнее, чем организация межпланетных грузоперевозок в невиданных масштабах.
Виртуальный Марс: Что говорит модель?
Разумеется, пока это всё на уровне расчётов и компьютерного моделирования. Учёные задействовали сложные модели марсианского климата и погоды, чтобы проиграть сценарий с распылением наноаэрозолей.
И результаты обнадёживают. Модели показывают: даже если распылять относительно немного этих частиц (пару литров в секунду), они за год окутают всю планету. Этого уже может быть достаточно, чтобы удвоить парниковый эффект и поднять среднюю температуру Марса на ощутимые 5 градусов Цельсия! Не курорт, но уже прогресс.
А если процесс не останавливать? По расчётам, за 10 лет непрерывного «нано-обогрева» температуру можно поднять более чем на 35 градусов! Такого потепления вполне может хватить, чтобы запустить ту самую цепную реакцию: таяние полярных шапок, уплотнение атмосферы, дальнейший саморазогрев планеты.
Подводные камни: Ветер, пыль и прочие сложности
Звучит слишком хорошо, чтобы быть правдой? Как обычно, есть нюансы. Моделирование выявило и потенциальные проблемы. Оказывается, такое потепление может непредсказуемо изменить марсианскую погоду. Например, расчёты показывают, что глобальная циркуляция атмосферы и приповерхностные ветры могут усилиться вдвое.
А что значит сильный ветер на Марсе? Больше пыли! Марсианская пыль, поднятая в атмосферу, может отражать солнечный свет и давать обратный, охлаждающий эффект. Получается своего рода противовес нагреву. Правда, есть и другой фактор: само таяние полярных шапок (основной источник сезонных пылевых бурь) тоже внесёт свои коррективы в пылевой баланс. Как именно всё это будет взаимодействовать — пока большой вопрос.
Кроме того, нужно понять, как эти искусственные наночастицы будут вести себя в атмосфере в долгосрочной перспективе, не будут ли они слипаться друг с другом или с частицами пыли, как всё это повлияет на круговорот воды на Марсе.
Первый шаг к тёплому Марсу?
Так что же, пора бронировать билеты на марсианские пляжи? Увы, пока нет. Идея с наноаэрозолями — это многообещающая концепция, но всё ещё на ранней стадии. Потребуются годы исследований, возможно, и эксперименты на самом Марсе, чтобы понять её реальные перспективы и риски.
Но сама мысль о том, что существует потенциально более эффективный и ресурсосберегающий путь к терраформированию, чем гигантские проекты прошлого, — вдохновляет. Возможно, именно такие «умные» решения, использующие тонкие настройки климатической системы Марса, и станут ключом к его будущему преображению.
Кто знает, может быть, именно этот подход, использующий мощь нанотехнологий, станет тем самым первым, но важным шагом на долгом пути к Марсу, который когда-нибудь станет чуть больше похож на наш земной дом? Будущее покажет. А пока — продолжаем изучать, моделировать и, конечно же, мечтать.