Egy új otthon a Marson

Ray Bradbury A látogató című novellájában a Mars csupán a súlyos földi kórral, a vérrozsdával megfertőzött emberek száműzetésének helyszíne. De lehet, hogy ennél okosabban is lehet használni a vörös bolygót? Lehetne a második lakhelyünk.Évtizedek óta járunk az űrbe, de a második ezredfordulóig mindig csupán rövid ideig maradtunk Föld körüli pályán. Mikor azonban három asztronauta 4 hónapra a Nemzetközi Űrállomásra (ISS) költözött, mindenki tudta, hogy egy olyan másfél évtizednek nézünk elébe, amikor az emberi jelenlét állandóvá válik az űrben. A három asztronauta megérkezése a Nemzetközi Űrállomásra 2000. november 02-án, a következő megjegyzésre késztetett egy NASA tisztviselőt: „Mostantól kezdve állandó lesz az emberi jelenlét az űrben. Elsősorban a Föld körüli pályán, idővel pedig a Marson is…”

De miért is akarnánk bármikor is a Marsra menni? A szondák és más járművek által 1964 óta hazaküldött képek alapján, a Mars csupán egy sivár, élettelen bolygónak tűnik, amely kevés lehetőséget tartogat az emberiség számára. Atmoszférája nagyon vékony és az életnek sincs jele – ettől függetlenül a Mars mégis csak fontos lehet az emberiség fennmaradásának szempontjából. Több mint 7 milliárd ember él a Földön, és ez a szám megállás nélkül növekedni fog. Előbb-utóbb a túlzsúfoltság, vagy egy bolygóméretű katasztrófa lehetősége, arra fog kényszeríteni minket, hogy új otthonokat keressünk naprendszerünkben és akkor a Mars talán többet fog jelenteni számunkra, mint csupán képeket egy kietlen felszínű bolygóról.
Miért pont a Mars?

Az emberi képzelet számára a Mars már régóta különös vonzerővel bír. Ezt tökéletesen alátámasztja az a tény, hogy már a 20. században is könyvek és filmek sokasága foglalkozott a bolygóval. Minden egyes történet megteremti a saját kis egyedi képét arról, hogy vajon mi lehet a vörös bolygón. Mitől vált azonban a Mars oly sok történet központi témájává? Hiszen sokszor a Vénuszra utalnak úgy, mint a Föld testvérbolygója. A tüzes bolygó azonban természetes környezetéből adódóan teljesen lakhatatlan számunkra. A hozzánk második legközelebbi bolygó a Mars. Lehet, hogy napjainkban egy hideg és száraz bolygó, ugyanakkor minden élethez szükséges feltétel adott rajta:

–          Víz, amely fagyott állapotban található meg sarkvidékein
–          Szén és oxigén, széndioxid formájában (CO₂)
–          Nitrogén

Csodálatos hasonlóságok vannak a mostani marsi atmoszféra és az között az atmoszféra között, amely a Földön évmilliárdokkal ezelőtt létezett. Amikor a Föld létrejött, nem volt rajta oxigén és ugyanúgy, mint ma a Mars egy sivár és élhetetlen bolygó volt. Az atmoszféra kizárólag széndioxidból és nitrogénből állt, egészen addig, amíg a fotoszintetizáló baktériumok meg nem jelentek a Földön és el nem kezdtek az állatok kifejlődéséhez elegendő oxigént termelni. Hasonlóképp, a mai marsi atmoszféra majdnem teljes egészében széndioxidból áll. Egészen pontosan ezekből az összetevőkből:

–          95,3% széndioxid
–          2,7% nitrogén
–          1,6% argon
–          0,2% oxigén

Ezzel szemben, a Föld atmoszférája 78,1% nitrogént, 20,9% oxigént, 0,9% argont és 0,1% széndioxidot és egyéb gázokat tartalmaz. Ahogy ebből is láthatjuk, ha egy ember a Marsra utazna manapság, akkor hatalmas mennyiségű oxigént és nitrogént kellene magával vinnie, saját túlélése érdekében. A Föld korai és a Mars mai atmoszférájának hasonlóságai azonban, néhány tudóst arra késztettek, hogy azon kezdjenek el gondolkodni, vajon megismételhető lenne-e az a folyamat a Marson, amely a Föld atmoszféráját széndioxidból belélegezhető levegővé alakította át. Amennyiben igen, akkor az a folyamat megvastagítaná a Mars atmoszféráját és üvegházhatást eredményezne, amely felmelegítené a bolygót, ezáltal pedig élhető környezetet hozna létre a növények és az állatok számára.

A Marson az átlag felszíni hőmérséklet csupán rideg -62°C, olyan végletekkel, mint +23°C és -73°C. Ezzel szemben, a Föld átlag felszíni hőmérséklete körülbelül 14°C. A hőmérsékleten kívül viszont a Mars néhány más jellemzője, hasonlít annyira a mi bolygónkéhoz, hogy lakhatónak mondhassuk, többek között

–          a forgási ideje, amely 24 óra és 37 perc (a Földé 23 óra 56 perc),
–          tengelyének döntésszöge, amely 24 fok (a Földé 23,5 fok),
–          gravitációja, amely a földi gravitáció egy harmada,
–          továbbá elég közel van a Naphoz, hogy az évszakok változása tapasztalható legyen a bolygón. A Mars hozzávetőleg 50%-al messzebb van a Naptól, mint a Föld.

A Mars mellett más világokat is számon tartanak lehetséges jövőbéli otthonunkként, mint például a Vénuszt, az Európát (a Jupiter egyik holdját) és a Titánt (a Szaturnusz egyik holdját). Ugyanakkor az Európa és a Titán túl messze vannak a Naptól, a Vénusz pedig túl közel van hozzá (az átlag hőmérséklet körülbelül 482°C a bolygón). Így hát egyedül a Mars az a bolygó naprendszerünkben, meg természetesen a Föld, amelyen az élet létrejöhet és fennmaradhat. A cikk következő részében megtudjuk, hogyan is tervezik a tudósok terraformálni a Marsot, azaz száraz, hideg pusztaságait egy meleg és élhető otthonná alakítani.

A marsi üvegházhatás megteremtése

A Mars terraformálása hatalmas vállalkozás lesz, ha egyáltalán valamikor bele is kezdünk. A terraformálás első lépései is pusztán több évtizedbe vagy századba telnének. A bolygó teljes terraformálása, azaz a Föld-szerű körülmények létrehozása pedig számos évezredig is eltarthat. Néhány tudós szerint még ennél is több időre lenne szükség, akár több ezer évezredre. De egészen pontosan, hogyan is akarunk átalakítani egy szikkadt, sivatagos földet, zöld környezetté, ahol az emberek, a növények és az állatok is megélhetnek?  A következő három terraformálási módszert tervezték ki az elmúlt időkben.

1. Az egyik szerint hatalmas tükröket állítanának Föld körüli pályára, amelyek visszatükröznék a napsugarakat, így melegítve fel a Mars felszínét.
2. A másik módszerrel üvegházhatású gázokat termelő gyárakat állítanának fel, hogy így fogják fel a napsugárzást.
3. Az utolsó szerint pedig, ammóniában gazdag aszteroidákat löknének a bolygó felé, amelyek becsapódáskor megnövelnék az üvegházhatású gázok szintjét.

A NASA jelenleg olyan napvitorlás hajtóműrendszeren dolgozik, amely hatalmas fényvisszaverő tükrök segítségével nyert napenergiával hajtja meg az űrjárműveket. Ezeket a hatalmas tükröket akár úgy is fel lehetne használni, hogy a Mars felszínétől több száz kilométernyire elhelyezve visszaverjék a napsugárzást, így melegítve fel a bolygó felszínét. A tudósok szerint, olyan mylar fóliából készült tükröket kellene építeni, amelyeknek átmérője 250km hosszú, területe pedig akkora, mint a Michigan tóé, amely hozzávetőleg a mai Magyarország alapterületének kicsivel több, mint felével egyenlő. Súlyuk nagyjából 200,000 tonna lenne, ami azt jelenti, hogy túlontúl nehezek lennének ahhoz, hogy a Földről indítsák őket útjuknak. Fenn áll viszont annak is a lehetősége, hogy a tükröket akár az űrben található anyagokból is meglehetne építeni.

Ha egy ekkora méretű tükröt sikerülne a Mars felszíne felé fordítani, akkor egy kis területen meg tudná növelni a felszíni hőmérsékletet pár fokkal. A tervek szerint a tükröket a sarkvidéki jégsapkák felé kellene fordítani, hogy megolvasszák a jeget és felszabadítsák, a tudósok által feltételezett, bennük rejlő széndioxidot. Néhány év elteltével a hőmérsékletemelkedés üvegházhatású gázokat szabadítana fel, mint például klór-fluor-karbonokat (CFC-ket), amelyek egészen pontosan légkondicionálóinkban vagy hűtőinkben találhatóak meg.

A Mars atmoszférájának megvastagítását és a bolygó hőmérsékletének növelését szolgáló másik megoldás az lenne, ha napenergia által hajtott üvegházhatású gázokat termelő gyárakat állítanánk fel. Az emberiség az elmúlt évszázadban igencsak megtapasztalhatta ezt a jelenséget, hiszen bár nem szándékosan, de nagyon sok üvegházhatású gázt eresztettünk a saját atmoszféránkba és ezzel, többek szerint is, növeltük a Föld hőmérsékletét. Ugyanezt a felmelegedési folyamatot tudnánk elérni a Marson is, ha ilyen gyárak százait építenénk meg a bolygón. Egyetlen céljuk az lenne, hogy CFC-ket, metánt, széndioxidot és egyéb üvegházhatású gázokat pumpáljanak az atmoszférába.

Ezeket az üvegházhatású gázokat termelő gyárakat vagy oda kellene szállítani a Marsra, vagy olyan anyagokból kellene megépíteni őket, amelyek már most is megtalálhatóak a bolygón. Az utóbbi megoldás azonban hosszú évekbe telne. Ahhoz viszont, hogy ezeket a gépeket el tudjuk vinni a Marsra, először is könnyűnek kell lenniük, nem utolsó sorban pedig működőképesnek. Ezek az üvegház gépek ugyanúgy működnének, mint a növények természetes fotoszintézise, vagyis széndioxidot szívnának be és oxigént fújnának ki. Sok évbe telne, de egy idő után elég oxigén lenne a Mars atmoszférájában ahhoz, hogy a bolygó kolonizálóinak csupán egy lélegzést segítő berendezésre legyen szükségek a túléléshez, nem pedig szkafanderekre, amiket a mostani asztronauták viselnek. A gyárak mellett továbbá (vagy akár helyettük) lehetne még fotoszintetizáló baktériumokat is használni.

A két űrtudós, Christopher McKay és Robert Zubrin (a „The Case For Mars” szerzője) egy sokkal extrémebb tervvel állt elő azt illetően, hogy hogyan lehetne üvegházhatást kelteni a Marson. Úgy gondolják, hogy ha hatalmas, jeges, ammóniát tartalmazó aszteroidákat hajítanánk a vörös bolygó felé, akkor azok becsapódásukkor tonnányi üvegházhatású gázokat és vizet állítanának elő. A terv kivitelezéséhez nukleáris rakétákat kellene olyan aszteroidák felületére szerelni, amelyek a külső naprendszerben találhatóak meg. A rakéták segítségével az aszteroidák másodpercenként 4 km-et tennének meg. Ezzel a sebességgel a rakéták nagyjából 10 évig tudnának működni, majd miután leálltak, a 10 milliárd tonna súlyú aszteroidák maguktól kezdenének el a Mars irányába sodródni. A becsapódáskor felszabaduló energia hozzávetőleg 130 millió megawattnyi lenne. Ekkora mennyiségű energia az egész Föld számára évtizedekig elegendő lenne a létezéshez.

Amennyiben egy ilyen óriási méretű aszteroidát sikerülne belevezetni a Marsba, akkor a bolygó hőmérséklete akár 3°C-kal is megemelkedhetne. A hirtelen jött hőemelkedés nagyjából trillió tonna vizet olvasztana fel, amely pont elég egy olyan tó keletkezéséhez, amelynek mélysége 1 méter, alapterülete pedig nagyobb, mint Connecticut államé, magyar viszonylatban Pest és Bács-Kiskun megyék együttes alapterülete. Ha ezt a kísérletet 50 évig folyamatosan ismételnék, akkor bizonyosan létrejöhetne egy élhető klíma és a bolygó felszínének 25%-át víz borítaná. Az aszteroidákkal való bombázás azonban egy 70.000 megatonnányi hidrogénbombának megfelelő energiát engedne szabadjára, amely az emberi települések kialakulásának lehetőségét évszázadokkal késleltetné.

Lehet, hogy még ebben az évszázadban eljutunk a Marsra, azonban a teljes terraformálás még várat magára. A Földnek is évmilliárdokba telt mire egy állatok és növények által gazdagított bolygóvá vált. A Mars vidékeit a Föld vidékeinek képére szabni nem lesz egyszerű dolog. Sok évszázadnyi emberi leleményességre és munkára lesz szükség, hogy életet teremtsünk a Mars hideg és száraz világán.

Bálint Roland
forrás: http://science.howstuffworks.com/terraforming.htm

– Azt láttuk – folytatta Jarvis –, hogy legalább száz apró, zöldesszürke biogubó tapad a hulla oldalához. Az elmúlt napok során megnőttek és elágaztak. Leroy kerített egy botot, és levert néhányat. Az ágak szétváltak, és biogubó lett belőlük, amik aztán ott kúsztak-másztak a többi körül. Leroy körbejárta a teremtményt, és alaposan megbökdöste, én pedig ezalatt másfelé néztem. Hiába nem élt az a csápos szörnyeteg, még úgyis kivert tőle a verejték. Aztán jött a meglepetés: az a lény részben növény!
– C’est vrai! – kurjantott a biológus. – Így igaz!
– A biogubók unokabátyja volt – mondta Jarvis. – Leroy teljesen izgalomba jött. Azt mondja, hogy az összes marsi élőlény ilyen: se nem növény, se nem állat. Itt nem vált külön a kettő, azt állítja. Mindenben megvan mindkét jelleg, még a hordólényekben, sőt még Tvílben is! Szerintem igaza van, főleg ha belegondolok, hogy Tvíl úgy aludt, hogy beledugta a csőrét a talajba, és egész éjjel így álldogált. Sosem láttam enni vagy inni. A csőre talán olyan, mint egy gyökér, azon keresztül szívja magába a tápanyagokat a talajból.
– részlet Stanley G. Weinbaum: Álmok Völgye című novellájából