Ο Άρης κατοικήσιμος σε 50 χρόνια

“Πώς θα κάνουμε τον Άρη δεύτερη Γη μέσα σε 50 χρόνια..” – από τον Θωμά Αργυρέα

Τόσο τρελό σχέδιο που μάλλον θα δουλέψει!

Αυτή την εβδομάδα, το Τμήμα Επιστημών της NASA Planetary (PSD) φιλοξένησε μια workshop community στην έδρα της στην Ουάσιγκτον, DC. γνωστή ως η Ημερίδα «Planetary Science Vision 2050 “

Το γεγονός αυτό διήρκεσε από τις 27 Φεβρουαρίου έως την 1 Μαρτίου, και επιστήμονες κι ερευνητές από όλο τον κόσμο, προσήλθαν για να παρακολουθήσουν αναλύσεις, παρουσιάσεις και συζητήσεις για το μέλλον της εξερεύνησης του διαστήματος.

Μία από τις πλέον ενδιαφέρουσες παρουσιάσεις πραγματοποιήθηκε την Τετάρτη, 1η Μαρτίου, όπου συζητήθηκε η εξερεύνηση του Άρη από αστροναύτες.

Κατά τη διάρκεια της ομιλίας, η οποία είχε τίτλο «Μελλοντικό Περιβάλλον στον Άρη για την Επιστήμη και την Έρευνα», ο διευθυντής Jim Green έθεσε προς συζήτηση θέμα για το πώς θα μπορούσαμε να αναπτύξουμε μια μαγνητική ασπίδα προκειμένου να ενισχύσουμε την ατμόσφαιρα του Άρη και να διευκολύνουμε τα πληρώματα των αποστολών στο εγγύς μέλλον.

marsearthmagfields
Σύγκριση της επίδρασης του ηλιακού ανέμου στον Άρη που στερείται μαγνητικού πεδίου και στην Γη που προστατεύεται από μαγνητόσφαιρα.

Η τρέχουσα επιστημονική άποψη είναι ότι, όπως η Γη, έτσι και ο Άρης είχε κάποτε ένα μαγνητικό πεδίο που προστάτευε ατμόσφαιρά του. Περίπου 4.2 δισεκατομμύρια χρόνια πριν, το μαγνητικό πεδίο αυτού του πλανήτη ξαφνικά εξαφανίστηκε, και η απουσία του άφησε ακάλυπτη την ατμόσφαιρά του η οποία σιγά-σιγά χάθηκε στο διάστημα.

Κατά τη διάρκεια των επόμενων 500 εκατομμυρίων χρόνων, ο Άρης, από κει που ήταν ένα ζεστό και υγρό περιβάλλον μετατράπηκε στον κρύο, ξηρό, ακατοίκητο και χωρίς ατμόσφαιρα πλανήτη που γνωρίζουμε σήμερα.

Η θεωρία αυτή έχει επιβεβαιωθεί κατά τα τελευταία χρόνια από διαστημόπλοια σε τροχιά, όπως το Mars Express της ESA και το Maven της NASA, που μελετούν την ατμόσφαιρα του Άρη από το 2004 και το 2014, αντίστοιχα. Εκτός από την επιβεβαίωση ότι ο ηλιακός άνεμος ήταν υπεύθυνος για την εξαφάνιση της ατμόσφαιρας του Άρη, αυτοί οι ανιχνευτές έχουν μετρήσει επίσης τον ρυθμό με τον οποίο εξακολουθεί να χάνεται και σήμερα.

(Σημ. Ο ηλιακός άνεμος αποτελείται από φορτισμένα σωματίδια του εξώτερου στέμματος -κυρίως πρωτόνια και ηλεκτρόνια- που εκτοξεύει ο Ήλιος προς κάθε κατεύθυνση με μέση ταχύτητα περίπου 400 χιλιόμετρα το δευτερόλεπτο)

MAVEN-15-217-master-b
Καλλιτεχνική απόδοση μιας ηλιακής καταιγίδας που χτυπά τον Άρη και της απογύμνωσης ιόντων από την ανώτερη ατμόσφαιρα του πλανήτη. Συντελεστές: NASA / GSFC

Χωρίς αυτή την ατμόσφαιρα, ο Άρης θα συνεχίσει να είναι ένα ψυχρό, ξηρό μέρος όπου η ζωή δεν μπορεί να ανθίσει. Εκτός αυτού, οι μελλοντικές επανδρωμένες αποστολές – που η NASA ελπίζει να εγκαταστήσει από τη δεκαετία του 2030 και μετά – θα πρέπει επίσης να ασχοληθούν με ορισμένους σοβαρούς κινδύνους. Μεταξύ αυτών θα είναι η έκθεση σε ακτινοβολία και ο κίνδυνος της ασφυξίας, οι οποίες θα αποτελέσουν τους μεγαλύτερους κινδύνους για τους αποίκους.

Ως απάντηση σε αυτή την πρόκληση, ο Δρ Jim Green – ο επικεφαλής της Διεύθυνσης Πλανητικής Επιστήμης της NASA – και η ομάδα ερευνητών της, παρουσίασε μια φιλόδοξη ιδέα.

Στην ουσία, πρότεινε ότι τοποθετώντας ένα μαγνητικό δίπολο στην θέση αλληλοαναίρεσης των βαρυτικών πεδίων μεταξύ του πλανήτη και του Ήλιου (Lagrange Point L1), θα μπορούσε να σχηματιστεί μια τεχνητή μαγνητόσφαιρα που θα λειτουργούσε ως ασπίδα για τον Άρη και η οποία θα περιέκλειε το σύνολο του πλανήτη, θωρακίζοντάς τον έτσι από τον ηλιακό άνεμο και την ακτινοβολία.

Φυσικά, ο Green και οι συνεργάτες του, αναγνώρισαν ότι η ιδέα αυτή μπορεί να ακούγεται λίγο «ευφάνταστη».

Ωστόσο, έσπευσε να τονίσει, η νέα έρευνα για μαγνητόσφαιρες σε μικρογραφία (για προστασία πληρωμάτων και διαστημοπλοίων) υποστηρίζει σθεναρά αυτή την ιδέα:

mars magnetic shield
Η προτεινόμενη μέθοδος για τη δημιουργία μιας τεχνητής μαγνητικής διπολικής ασπίδας στον Άρη στο σημείο L1 Lagrange. Credit: NASA / J.Green

Επιπλέον, η τοποθέτηση μαγνητικής θωράκισης θα εξασφαλίσει ότι οι δύο περιοχές, από όπου -κατά το πλείστον- διαφεύγει η ατμόσφαιρα του Άρη, θα είναι θωρακισμένες.

Κατά τη διάρκεια της παρουσίασης, ο Green και η ομάδα του έδειξαν ότι αυτά τα σημεία μεγάλης διαφυγής βρίσκονται,

  1. πάνω από το βόρειο πολικό παγοκάλυμμα όπου αφορά σε ιονοσφαιρικό ατμοσφαιρικό υλικό υψηλής ενέργειας, και
  2. στην ισημερινή ζώνη όπου περιλαμβάνει μια εποχιακά μεταβαλλόμενη χαμηλή ενεργειακή συνιστώσα με διαφυγή περίπου 0,1 kg / s ιόντων οξυγόνου.

Για να δοκιμαστεί αυτή η ιδέα, η ερευνητική ομάδα – η οποία περιελάμβανε επιστήμονες από το Ames Research Center, το Goddard Space Flight Center, το Πανεπιστήμιο του Κολοράντο, το Πανεπιστήμιο του Princeton και το Rutherford Appleton Laboratory – πραγματοποίησε μια σειρά από προσομοιώσεις χρησιμοποιώντας την προτεινόμενη τεχνητή μαγνητόσφαιρα.

Αυτό που διαπιστώθηκε ήταν ότι ένα δίπολο μαγνητικό πεδίο, που τοποθετείται στο σημείο βαρυτικής εξισορρόπησης L1 Lagrange του Άρη, είναι σε θέση να εξουδετερώσει τον ηλιακό άνεμο, έτσι ώστε να επιτευχθεί μια νέα ισορροπία στην διατήρηση της ατμόσφαιράς του.

Επί του παρόντος, οι ατμοσφαιρικές απώλειες στον Άρη εξισορροπούνται σε κάποιο βαθμό από την ηφαιστειακή δραστηριότητα στο εσωτερικό του Άρη και στον φλοιό. Αυτή συμβάλλει στην διατήρηση μιας επιφανειακής ατμοσφαιρικής πίεσης περίπου 6 mbar (μικρότερη του 1% από ό,τι στο επίπεδο της θάλασσας στη Γη).

Στις προσομοιώσεις της ομάδας, αν ο ηλιακός άνεμος εξουδετερωθεί από την μαγνητική ασπίδα, οι ατμοσφαιρικές απώλειες του Άρη θα σταματήσουν, και η πίεση θα φθάσει περίπου στο μισό της ατμοσφαιρικής πίεσης της Γης σε διάστημα ετών.

Καθώς η ατμόσφαιρα θα γίνεται παχύτερη, η ομάδα εκτιμά ότι το κλίμα του Άρη θα γίνει περίπου 4 βαθμούς Κελσίου θερμότερο, πράγμα το οποίο θα ήταν αρκετό για να εξαχνωθεί ο πάγος διοξειδίου του άνθρακα στο βόρειο πολικό παγοκάλυμμα του κόκκινου πλανήτη.

Εάν αυτό συμβεί, το διοξείδιο του άνθρακα στην ατμόσφαιρα θα βοηθήσει να παγιδεύεται η θερμότητα, όπως συμβαίνει στη Γη, προκαλώντας φαινόμενο θερμοκηπίου που θα μπορούσε να λιώσει τον πάγο του νερού στον Άρη, δίνοντας στον Κόκκινο Πλανήτη και πάλι υγρό νερό με τη μορφή των ποταμών και των ωκεανών, περίπου στο 1/7 του νερού που είχε κάποτε.

Αν όλα αυτά συμβούν όπως αναμένει η ομάδα – και, ομολογουμένως, είναι ένα φανταστικά όμορφο αν – είναι πιθανό, μέσα σε διάστημα δύο γενεών, ο Άρης να ανακτήσει ένα σημαντικό ποσοστό της κατοικησιμότητας του.

“Αυτό δεν είναι γεωποίηση του Άρη, όπως ίσως μπορεί να σκεφτείτε, γιατί δεν θα αλλάξουμε τεχνητά το κλίμα, αλλά αντίθετα, αφήνουμε τη φύση να το κάνει αυτό και το κάνουμε με βάση τη φυσική που γνωρίζουμε σήμερα,” είπε ο Green.

Η ομάδα αναγνωρίζει ότι το σχέδιο αυτό είναι σε μεγάλο βαθμό υποθετικό αυτή τη στιγμή, αλλά είναι ένα καταπληκτικό όραμα του τι θα μπορούσε να επιτευχθεί τα επόμενα χρόνια.

Αν η πρόταση αποδειχθεί εφαρμόσιμη, δεν φαντάζεστε πόσο ακριβώς θα αλλάξει τις προοπτικές του αποικισμού του Άρη στο μέλλον.

TerraformedMarsGlobeRealistic-700x432
Πώς θα φαίνεται ο Άρης μετά από 6 δεκαετίες, αν η πρόταση ξεκινήσει σήμερα να υλοποιείται

“Μια πολύ βελτιωμένη ατμόσφαιρα στον Άρη, τόσο σε πίεση όσο και σε θερμοκρασία, θα ήταν αρκετή για να επιτρέψει την ύπαρξη σημαντικής επιφάνειας νερού που θα προσφέρει, επίσης, μια σειρά από οφέλη για την επιστήμη και την ανθρώπινη εξερεύνηση στα 2040 και πέρα», είπε ο Green.

Θα μοιάζει πολύ με τη Γη και μια βελτιωμένη ατμόσφαιρα θα επιτρέπει μεγαλύτερες ποσότητες εξοπλισμού να προσεδαφίζονται, θα αποτελεί ασπίδα κατά των σωματιδίων της ηλιακής και της κοσμικής ακτινοβολίας, θα επεκτείνει τη δυνατότητα για την εξαγωγή οξυγόνου, και θα δημιουργηθούν θερμοκήπια ανοιχτά στον αέρα για παραγωγή φυτών. Εάν αυτό μπορεί να επιτευχθεί στη διάρκεια μιας ζωής, τότε ο αποικισμός του Άρη δεν είναι μακριά.”

Τα ευρήματα παρουσιάστηκαν στο Planetary Science Vision 2050 Workshop.


Πηγή: Universe Today

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s