Vida en Marte: cómo los descubrimientos recientes nos acercan a trasladarnos al Planeta Rojo y cuánto tiempo llevará.
¡El 16 de agosto de 2019, el excéntrico multimillonario e inventor Elon Musk tuiteó Nuke Mars! ("¡Golpeemos Marte con bombas nucleares!"). Marte, y lo que una persona puede hacer con él, preocupa a la humanidad al menos desde The Martian Chronicles de Ray Bradbury. Pero existe una gran diferencia entre las fantasías de hace medio siglo y nuestros días: los últimos descubrimientos científicos han trasladado las conversaciones sobre la vida en Marte de los círculos de fantasía a las oficinas de investigadores e incluso empresarios.
El cuarto planeta del sistema solar tiene la mitad del tamaño de la Tierra en radio, pero en área es igual a todos los continentes de la tierra combinados (afortunadamente, no hay océanos), además en 2008 la sonda de investigación de la NASA encontró agua allí (en en forma de hielo). No es de extrañar que exista la tentación de poblar el planeta, y literalmente en julio de 2019, los motores de los cohetes para un vuelo allí por primera vez pudieron levantar al aire Starhopper, un prototipo que en unos años se convertirá en Starship. - un cohete y una nave espacial creados específicamente para vuelos a Marte. Gracias a la reutilización total de Starship (más de cien usos), el costo de los vuelos a Marte debería caer en picado.
Al mismo tiempo, la temperatura media anual en Marte es de -63 grados Celsius, aproximadamente la misma que en la estación antártica Vostok. Hace tanto frío allí porque su atmósfera es 150 veces más delgada que la de la Tierra. Con una capa de gas tan fina, el efecto invernadero es muy débil, por eso hace frío. El problema se puede resolver acercando las condiciones climáticas de Marte al clima de la Tierra; este proceso se llama terraformación. En el caso de Marte, para ello es necesario calentar bruscamente de alguna manera la superficie del planeta, que incluso en los mejores años se encuentra a 56 millones de kilómetros de aquí.
Los científicos están luchando contra este problema con bastante fuerza y, recientemente, en el verano de 2019, se presentó una forma inusual de hacer que el planeta rojo sea habitable, para empezar, al menos parcialmente. Resultó que una cúpula transparente hecha de un material de gel exótico de solo un par de centímetros de espesor calienta tanto la imitación terrestre del suelo marciano con poca iluminación local que es capaz de mantener la vida de las plantas sin calentamiento adicional. Y esta es una sensación real. Te contamos lo que se puede hacer en general para que después de cierto número de años la gente camine por los campos marcianos y admire dos lunas a la vez.
Cúpulas de aerogel: invernaderos de nivel 80 descubiertos por científicos hace un mes
Vayamos directamente al descubrimiento más reciente. En julio de 2019, un equipo de científicos llevó a cabo sencillos experimentos de laboratorio en los que colocaron un análogo del suelo marciano en una cámara con una atmósfera enrarecida y temperatura marciana. Luego brillaron en las cúpulas con lámparas que daban 150 vatios de energía por metro cuadrado, exactamente lo que el sol da en promedio a la superficie de Marte.
Resultó sorprendente: sin el menor calentamiento externo, la superficie del suelo marciano, cubierta desde arriba con una cúpula de gel, se calentó ligeramente por encima de cero grados. La cúpula, de solo dos centímetros de espesor, transmite bien la luz visible, calentando el suelo, pero transmite muy mal la radiación ultravioleta, infrarroja y el calor. Hay materias primas más que suficientes para su producción (arena ordinaria) en Marte, así como en la Tierra.
Calentar el suelo a 65 grados con una simple cúpula transparente parece un milagro, porque desde abajo el suelo no tiene un aislamiento térmico especial y parte del calor todavía va hacia los lados. Es decir, es como cubrir el suelo helado con un hule inteligentemente dispuesto, y luego todo sucede por sí solo. Pero aquí no hay ningún milagro en particular. Los aerogeles se descubrieron en 1931 y, de hecho, es un gel de alcohol normal, del cual todo el alcohol se evapora por calentamiento, dejando una red de canales llenos de aire. Sus propiedades de aislamiento térmico con el mismo espesor son hasta 7,5 veces superiores a las de la espuma o la lana mineral, mientras que es prácticamente transparente. Una vivienda convencional hecha a partir de él y en la Tierra, al ser completamente transparente, no requeriría calefacción, excepto durante la larga noche polar.
Curiosamente, de hecho, este material ya ha sido probado en Marte: los rovers estadounidenses usan aerogel para que sus instrumentos internos no se enfríen demasiado durante la noche marciana, cuando la temperatura puede bajar a -90 grados.
Los investigadores que han propuesto estos domos como una forma de trasladarse algún día a Marte señalan que los domos de aerogel son fáciles de transportar a largas distancias. Además, los experimentos en laboratorios terrestres ya han demostrado que incluso los tomates crecen completamente en un análogo del suelo marciano, si la temperatura fuera normal. Tampoco es necesario gastar mucha agua para ellos: no tiene dónde evaporarse debajo de la cúpula, es decir, incluso una pequeña cantidad será consumida constantemente por las plantas "en círculo". Por cierto, para confirmar estas propuestas, los autores planean transferir los experimentos a la Antártida, los valles secos de McMurdo, que están extremadamente cerca de Marte en términos de clima y falta de agua.
Musk tiene razón: Marte puede ser bombardeado, y posiblemente sea útil (pero no es un hecho)
La forma más radical de resolver el problema, como suele ser el caso, fue propuesta por Elon Musk: bombardear los polos de Marte con bombas termonucleares. Las explosiones deberían vaporizar el dióxido de carbono, que constituye la mayor parte del hielo en los casquetes polares de este planeta. El CO2 creará un efecto invernadero, es decir, a partir de los bombardeos nucleares en el cuarto planeta se calentará seriamente y durante mucho tiempo.
Es cierto que en 2018 un estudio patrocinado por la NASA planteó un punto de vista completamente diferente: es inútil bombardear los polos. Y, en general, todo el dióxido de carbono de Marte no es suficiente para crear una atmósfera lo suficientemente densa como para un calentamiento serio. Según los cálculos del grupo científico "nasov", habiendo derretido los casquetes polares de dióxido de carbono, la presión allí puede elevarse solo 2,5 veces. Se volverá más cálido, pero aún son las temperaturas antárticas, y la atmósfera es 60 veces más delgada que la nuestra. Los autores del trabajo mencionaron directamente a la persona cuyo punto de vista critican: Elon Musk. Pero esto, al parecer, no le molestó en lo más mínimo.
Incluso en Marte, puedes encontrar un cañón de miles de kilómetros de largo y establecerte en él.
Marte tiene características de relieve muy inusuales que no se encuentran en la Tierra. Uno de ellos es el sistema de cañones de Mariner Valley de 4.000 kilómetros de largo, el más largo conocido en el sistema solar. Su ancho es de hasta 200 kilómetros y su profundidad es de hasta 7 kilómetros. Esto significa que en el fondo de los cañones, la presión atmosférica es una vez y media más alta y es notablemente más cálida y húmeda que en el resto del planeta. Es sobre parte de los Valles Mariner donde las naves espaciales fotografían nieblas reales del vapor de agua (en la foto de abajo) y en las laderas de otras áreas: rastros oscuros de arroyos en la arena, y estos arroyos son sospechosamente similares al agua.
Los valles de los Marineros no son anchos en todas partes; en algunos lugares su ancho es de solo unos pocos kilómetros. Durante mucho tiempo se ha propuesto cubrir esos lugares con una cúpula de vidrio, creyendo que esto será suficiente para retener el calor y formar una alta temperatura local. Una cúpula de aerogel sobre un área de este tipo con agua puede conducir a la formación de un clima local relativamente cálido con su propia precipitación y agua. Dichos lugares se pueden construir gradualmente, y cuanto mayor sea el área cubierta con cúpulas contiguas, mayor será la temperatura promedio (menos pérdida de calor a través de las paredes). Entonces, de hecho, una terraformación tan gradual y "rastrera" puede ocupar un área muy grande del planeta.
¿Qué hay de malo en los cálculos de la NASA y por qué ya se han contratado científicos en SpaceX?
Hay una forma más fácil de calentar el planeta Marte a las temperaturas de la Tierra. Como señaló otro grupo de científicos, ya hemos probado este método en la Tierra, sin querer: emitir 37 mil millones de toneladas de dióxido de carbono a su atmósfera y aumentar gradualmente la temperatura en el planeta. Este camino son los gases de efecto invernadero.
Por supuesto, no hay carbón en Marte que pueda crear un efecto invernadero si se quema. Y el CO2 no es el gas de efecto invernadero más eficiente. Hay candidatos mucho mejores, de los cuales el más prometedor es SF6. Su molécula consta de un átomo de azufre, alrededor del cual sobresalen seis átomos de flúor. Debido a su "volumen", la molécula intercepta perfectamente tanto la radiación ultravioleta como la infrarroja, al tiempo que transmite bien la luz visible. En términos de la fuerza del efecto invernadero que causa, es 34.900 veces mayor que el dióxido de carbono. Es decir, solo un millón de toneladas de esta sustancia produciría el mismo efecto invernadero que las decenas de miles de millones de toneladas de CO2 que emite la humanidad en la actualidad.
Además, el gas SF6 es muy tenaz: su tiempo de vida en la atmósfera es de 800 a 3200 años, dependiendo de las condiciones externas. Esto significa que no debe preocuparse por su descomposición en la atmósfera marciana: una vez producida, permanecerá allí durante mucho tiempo. Además, el gas es inofensivo para los seres humanos y todos los organismos vivos. De hecho, en Marte, es bastante útil, porque intercepta los rayos ultravioleta no peor que el ozono, que todavía no está allí.
Según los cálculos, en unos 100 años, la inyección de gases de efecto invernadero de este tipo puede elevar las temperaturas del planeta en decenas de grados.
Es interesante que un poco antes, con el apoyo de la NASA, se llevó a cabo otro trabajo científico, que describió tal escenario: la terraformación de Marte debido a gases de efecto invernadero creados por el hombre de mayor eficiencia. Una de las autoras de este trabajo fue Marina Marinova, quien trabajó para la NASA durante mucho tiempo, y hoy consiguió un trabajo en SpaceX. Además, el propio Elon Musk se refirió a él como coautor, criticando el trabajo que habla de la falta de CO2 en Marte, supuestamente impidiendo que se convierta en un planeta con temperaturas cercanas a la Tierra.
Una característica importante de un efecto invernadero tan superpoderoso: después de calentar el suelo marciano, el CO2 que contiene debería liberarse a la atmósfera, aumentando aún más el calentamiento del planeta.
¿Cuándo se verá realmente Marte como la Tierra?
Si bien el SF6 puede transformar todo el planeta, debe entenderse claramente que esto no sucederá mañana. Según los cálculos, para esto necesita gastar miles de millones de kilovatios-hora al año, y gastarlos en Marte, produciendo el mismo gas SF6 a partir de un suelo rico en flúor y suelo gris. Es decir, quienes deseen terraformar tendrán que construir una central nuclear completa de 500 megavatios en el planeta, instalaciones de producción automatizadas que liberen constantemente gas SF6 a la atmósfera. Este proceso dará resultados tangibles después de cien años de trabajo. Bueno, o un poco más rápido con inversiones muy grandes en la creación de fábricas.
Durante todo este tiempo, las personas que proporcionen sus actividades y estudien Marte tendrán que vivir en algún lugar. Es obvio que la mejor solución para la transformación local del planeta en los lugares de su asentamiento serán las cúpulas de aerogel. Es decir, si es necesario, la terraformación procederá de dos maneras a la vez: local, para los colonos actuales con la ayuda de cúpulas, y global, para el planeta en su conjunto.
Quién ya puede vivir en Marte y por qué es importante
Los manzanos en el Planeta Rojo no florecerán en un futuro cercano, pero la vegetación al aire libre puede llegar allí antes de lo que pensamos.
En 2012, la Agencia Aeroespacial Alemana realizó un experimento con el liquen ártico Xanthoria elegans. Se mantuvo a una presión 150 veces más baja que la de la Tierra, sin oxígeno, a temperaturas marcianas. A pesar de la naturaleza extraña del medio ambiente, el liquen no solo sobrevivió, sino que tampoco perdió la capacidad de realizar la fotosíntesis con éxito (durante períodos que imitan las horas de luz).
Esto significa que en varias regiones de Marte, los mismos Valles de los Marineros, tales organismos en la zona ecuatorial ya pueden vivir hoy. Y después del inicio de la producción de gas SF6 en Marte, el territorio adecuado para ellos comenzará a expandirse rápidamente. Como otros líquenes, la elegante Xanthoria produce oxígeno durante la fotosíntesis. En realidad, fue la liberación de líquenes en la tierra de la tierra hace unos 1.200 millones de años (0.700 millones de años antes de las plantas superiores) lo que permitió que la atmósfera terrestre elevara drásticamente el contenido de oxígeno al nivel de las tierras altas terrestres de hoy. Lo más probable es que en Marte los líquenes tengan la misma función: preparar la atmósfera para que sea más fácil para las criaturas más complejas vivir en ella.
Quizás gente.
