Жити на Марсі допоможе аерогель, вважають вчені

Замість терраформування, для заселення Червоної планети можна було б локально використовувати аерогель кремнезему, імітуючи парниковий ефект.

Людство давно мріяло зробити Марс придатним для заселення. Відомий популяризатор науки Карл Саган першим поза межами наукової фантастики запропонував терраформування. В статті 1971 року Саган припустив, що випаровування північних полярних льодових шапок могло б "дати ~10 s g cm-2 атмосфери над планетою, більш високі глобальні температури завдяки парниковому ефекту і значно збільшить ймовірність появи рідкої води".

Його робота надихнула інших дослідників та футуристів серйозно віднестися до ідеї терраформування. Ключовим питанням було: чи вистачить парникових газів та води на Марсі для підвищення його атмосферного тиску до рівня, подібному на Землі.

Та, в 2018 році вчені дійшли до висновку, що обробка всіх джерел, доступних на Марсі, збільшить атмосферний тиск лише приблизно на 7 відсотків від земного, що є набагато меншим від необхідного, щоб зробити планету придатною для життя.

Здавалося б, терраформування Марса - нездійсненна мрія.

Зараз у вчених з'явилася нова ідея. Замість того, щоб змінити всю планету, що якщо вибрати більш локальний підхід?

Дослідники припускають, що регіони на поверхні Червоної планети можна було б зробити придатним до заселення за допомогою матеріалу - аерогелю кремнезему, який імітує парниковий ефект атмосфери Землі. За допомогою моделювання та експериментів дослідники показують, що екран з аерогеля кремнезему товщиною від 2 до 3 сантиметрів може пропускати достатньо видимого світла для фотосинтезу, блокувати небезпечне ультрафіолетове випромінювання і підвищувати температуру, щоб вона була постійно вищою за температуру замерзання води, без будь-якого внутрішнього джерела тепла.

На цю ідею дослідників надихнуло явище, яке вже відбувається на Марсі. На відміну від полярних льодових шапок Землі, які утворені із замороженої води, полярні крижані шапки на Марсі є поєднаннямь водяного льоду та замороженого CO2 - діоксиду вуглецю. Як і його газоподібний стан, заморожений CO2 дозволяє сонячному світлу проникати, утримуючи тепло. Влітку цей твердопаливний парниковий ефект створює осередки потепління під льодом.

Вчені почали думати, які матеріали можуть мінімізувати теплопровідність, але при цьому пропускати як можна більше світла. Вони зупинилися на аерогелі кремнезему - одному з найбільш ізоляційних матеріалів з коли-небудь створених.

Аерогель кремнезему на 97 відсотків пористий, що означає, що світло проходить крізь матеріал, але для інфрачервоної радіації наношари діоксиду кремнію з'єднуються і чудово уповільнюють теплопровідність. На сьогодні ці аерогелі використовуються в кількох інженерних проектах, у тому числі в дослідницьких марсоходах НАСА.

Використовуючи моделювання та експерименти, які імітували марсіанську поверхню, дослідники продемонстрували, що тонкий шар цього матеріалу збільшує середні температури середніх широт на Марсі до температур, подібних на Землі.

Вбачається, що цей матеріал може бути використаний для будівництва жилих куполів чи, навіть, автономних біосфер на Марсі.

Поки що, вчені прагнуть перевірити дію матеріалу в кліматах, подібних Марсу, на Землі, таких як сухі долини Антарктиди або Чилі.

Джерело: Гарвардська школа інженерії та прикладних наук Джона А. Полсона.

Читайте ще цікаві новини про космос