Рано чи пізно людству доведеться покинути рідну планету. Можливо, Марс стане першим кроком на цьому довгому шляху. Але як зробити Червону планету більш гостинною для людини?
У 2016 році американський промисловець Ілон Маск в ефірі вечірнього гумористичного шоу поділився думкою, що ядерне бомбардування марсіанських полюсів могло б перетворити Червону суху і холодну планету на більш комфортну для людини. Його жарт підхопили багато ЗМІ, але майже ніхто не спробував поглянути на ситуацію в контексті сучасних наукових знань про Марс. Так чи потрібно насправді бомбити Марс?
Земля 2.0
Ще в XIX столітті астрономи спостерігали сезонну мінливість марсіанських полярних шапок. Тоді вчені вважали, що відстоюючі полярні льоди наповнюють іригаційні канали марсіан. До середини XX століття нові методи досліджень дозволили визначити склад атмосфери і середні температури Марса, після чого з'явилися обґрунтовані припущення про те, що шапки складаються не з водяного, а з вуглекислотного льоду (сухого льоду). Перші космічні апарати уточнили склад марсіанської атмосфери, температуру на поверхні і склад полярного льоду, який дійсно виявився вуглекислотним. У цей же час людство досягло успіху в розвитку ядерного озброєння. Тоді і виникла ідея бомбити марсіанські полюси.
Роберт Зубрін, аерокосмічний інженер, популяризатор космічних досліджень, засновник і президент «Марсіанського товариства», автор книги «Як вижити на Марсі» (1996): "Найочевидніший спосіб підняття температури на Марсі - будівництво заводів з виробництва галогенвуглеців, найсильніших парникових газів. Фактично одна з їх варіацій - хлорфторвуглець (ХФУ). Через своє сильне сприяння парниковому ефекту і вплив на порушення озонового шару він був заборонений на Землі в 1990-ті роки. Проте, акуратно вибираючи галогенвуглецеві гази і уникаючи використання хлору (тобто потрібні фторвуглеці), ми можемо побудувати захисний озоновий шар в марсіанській атмосфері. Найпростіший у виробництві подібний газ - це перфторметан, CF4, що також володіє привабливою життєстійкістю (стабільний протягом понад 10 000 років) у верхній атмосфері нашої планети. Парниковий ефект від використання перфторметану може бути збільшений додаванням невеликої кількості інших фторвуглеців (на зразок C2F6 і C3F8). Вони повинні заблокувати пропуски в інфрачервоному спектрі, які може залишити атмосферна ковдра з одних лише газів CF4 і CO2. Для виконання плану нам потрібні значні промислові потужності - 2 − 4 ГВт, якщо ми хочемо побудувати газову ковдру відносно швидко. Для Землі це невелика кількість: там 1 ГВт витрачається тільки на те, щоб забезпечити енергією типове американське місто з населенням у мільйон осіб ".
Ідея тераформування (створення землеподібних умов) вимальовувалася проста і логічна. Спочатку ядерними бомбами, ударами астероїдів або за допомогою гігантських дзеркальних відбивачів на орбіті розтоплюємо полярний вуглекислотний лід, підвищуючи щільність атмосфери. Вуглекислий газ створює парниковий ефект, тому температура зростає, ґрунт відтоює, і на Марсі знову починають течу річки і йти дощі. Після цього порівняно швидкого періоду обігріву планети доведеться заслати на Марс одноклітинні водорості і почекати кілька тисяч років, поки вони не створять там придатну для життя атмосферу.
Розбиті надії
У 2005 році європейський космічний апарат ESA Mars Express за допомогою радара MARSIS вивчив полярні шапки планети. Виявилося, що постійні крижані відкладення, які не змінюються під час зміни сезонів, - це не вуглекислота, а замерзла вода. А сухий лід на полюсах - тонка корочка, що намерзає взимку. Про це здогадувалися і раніше, але співвідношення вуглекислотного і водяного льоду було неясним.
Бомбити воду марно - вона вимагає занадто багато тепла для відтоку і має занадто високу для Марса температуру замерзання. Навіть якщо випарити полярні льоди, вода сконденсується у верхніх шарах атмосфери, замерзне і випаде у вигляді снігу. Крім того, водяні хмари і сніговий покрив ефективно відображають сонячне світло, тому, випарувавши полярну воду, можна отримати снігопади, які ще сильніше виморозять атмосферу Марса, - адже сонячне світло буде відбиватися від снігу, а не поглинатися грунтом. Потужність водяних відкладень на півночі перевищує 1,5 км, а на півдні досягає 3,5 км. Сезонні ж льоди, що намерзають взимку, - це дійсно вуглекислота, але товщина їх шару взимку на північному полюсі не перевищує 3 м, а на південній - 8 (через особливості витягнутої орбіти Марса зима в південній півкулі коротша, але холодніша). Влітку вся сезонна вуглекислота випаровується на північному полюсі і відкладається на південному, при цьому атмосферний тиск на планеті падає на третину від максимального значення. У середньому тиск на Марсі становить 7,1 мільбар (0,7% від земного). Тож навіть якщо ми зможемо нагріти обидва марсіанські полюси одночасно, навряд чи тиск на Марсі підійде до 10 мбар (1% від земного).
Якщо ж нам потрібна планета з атмосферою, придатною навіть не для життя, а хоча б для безпечного існування, тиск на Марсі необхідно підвищити не менш ніж у десять разів, до «межі Армстронга» - 60 мбар, нижче яких вода закипає при температурі людського тіла. А краще підвищити тиск на Марсі в 50 разів - тоді умови наблизяться до існуючих на Евересті: дихати при цьому неможливо, але хоча б можна обійтися без скафандра.
Крапля в морі
У 2005 році космічний апарат NASA Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) виявив у верхній частині південної полярної шапки поклади вуглекислого льоду. Вони частково прикриті водяним льодом і знаходяться в центральній, найхолоднішій частині полярної шапки, тому влітку практично не випаровуються. Оцінивши отримані дані, вчені зробили висновок, що на південному полюсі Марса залягає від 9500 до 12 000 км повіту. Звучить солідно, але якщо ці поклади випарити, то щільність атмосфери підвищиться менш ніж удвічі. Тоді чи є якийсь сенс розтоплювати запасений вуглекислотний лід?