Астрономия

Аэрогелевые щиты из кремнезема могут позволить колонизировать Марс

NASA/JPL-Caltech

Специалисты из Гарвардского и Эдинбургского университетов предложили использовать на Марсе аэрогелевые щиты из кремнезема (SiO2). Моделирование и эксперименты показали, что такие экраны способны поддерживать температуру в -10 °C, отражать ультрафиолетовое излучение и пропускать видимый свет, необходимый для фотосинтеза. Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature.

На поверхности Марса низкие температуры и высокий уровень ультрафиолетового излучения. Карл Саган был первым, кто предложил метод терраформирования Марса. В статье 1971 года он предположил, что взрыв нескольких ядерных бомб на северных полярных ледяных шапках планеты приведет к испарению количества льда, достаточного для создания атмосферы и парникового эффекта. Однако в 2018 году несколько финансируемых NASA исследователей обнаружили, что обработка всех доступных на Марсе источников увеличит атмосферное давление только на 7% по сравнению с земным. Это намного меньше необходимого для создания пригодных для жизни условий.

Ледяные шапки на Марсе состоят из водяного льда и CO2. Как и его газообразная форма, замороженный диоксид углерода позволяет солнечному свету проникать внутрь, но не наружу. Летом этот твердотельный парниковый эффект создает очаги потепления подо льдом.

Механизм захвата тепла ледяными шапками вдохновил исследователей, которые предложили создать на Марсе рекреации из аэрогеля на основе диоксида кремния. Он порист на 97%, а значит, пропускает много света. Нанослои кремнезема переизлучают в инфракрасном диапазоне, задерживая тепло. Кремнеземные аэрогели обладают большой удельной поверхностью, высокой прозрачностью и низкой плотностью. Эти аэрогели применяют для звуко- и теплоизоляции, в качестве катализаторов, абсорбентов, газовых фильтров, детекторов и т. д., в том числе и для создания исследовательских марсоходов NASA.

Моделирование показало, что аэрогелевый экран толщиной от двух до трех сантиметров может пропускать достаточно света для фотосинтеза, блокировать УФ-излучение и поддерживать температуру плавления воды и выше. Лабораторные эксперименты воссоздали условия Марса и выявили, что аэрогель способен нагревать верхние слои до 50 °С. По расчетам авторов, в реальных условиях температуру удастся поднять лишь до -10 °C.

Таким образом, кремнеземные аэрогелевые щиты над богатыми льдом участками марсианской поверхности позволят выжить фотосинтетической жизни. Такой региональный подход к заселению Марса более достижим, чем глобальное изменение атмосферы. Кроме того, его можно разрабатывать постепенно, начиная с маленьких «островков».

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Теги #Марс