Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Nghiên cứu mới cho thấy rằng các khu vực trên bề mặt sao Hỏa có thể ở được bằng vật liệu – silica airgel – bắt chước hiệu ứng nhà kính trong khí quyển của Trái đất. Thông qua mô hình và thí nghiệm, các nhà nghiên cứu cho thấy một lá chắn silica khí dày từ 2 đến 3 cm có thể truyền đủ ánh sáng khả kiến để quang hợp, ngăn chặn bức xạ cực tím nguy hiểm và tăng nhiệt độ bên dưới điểm nóng chảy của nước, mà không cần cần cho bất kỳ nguồn nhiệt nội bộ.
Mọi người từ lâu đã mơ ước tái định hình khí hậu sao Hỏa để làm cho nó có thể sống được cho con người. Carl Sagan là người đầu tiên bên ngoài lĩnh vực khoa học viễn tưởng đề xuất địa hình. Trong một bài báo năm 1971, Sagan cho rằng việc bốc hơi các tảng băng cực bắc sẽ “mang lại ~ 10 sg cm-2 bầu khí quyển trên hành tinh, nhiệt độ toàn cầu cao hơn thông qua hiệu ứng nhà kính và khả năng nước lỏng tăng lên rất nhiều.
Công trình của Sagan đã truyền cảm hứng cho các nhà nghiên cứu và nhà tương lai học khác thực hiện nghiêm túc ý tưởng về địa hình. Câu hỏi chính là: có đủ khí nhà kính và nước trên sao Hỏa để tăng áp suất khí quyển lên mức giống như Trái đất không?
Năm 2018, một cặp nhà nghiên cứu do NASA tài trợ từ Đại học Colorado, Đại học Boulder và Bắc Arizona đã phát hiện ra rằng việc xử lý tất cả các nguồn có sẵn trên Sao Hỏa sẽ chỉ làm tăng áp suất khí quyển lên khoảng 7% so với Trái đất – thiếu xa những gì cần thiết làm cho hành tinh có thể ở được
Có vẻ như sao Hỏa là một giấc mơ không thể thực hiện được.
Giờ đây, các nhà nghiên cứu từ Đại học Harvard, Phòng thí nghiệm Động cơ phản lực của NASA và Đại học Edinburgh đã có một ý tưởng mới. Thay vì cố gắng thay đổi toàn bộ hành tinh, điều gì sẽ xảy ra nếu bạn thực hiện một cách tiếp cận khu vực hơn?
Các nhà nghiên cứu cho rằng các khu vực trên bề mặt sao Hỏa có thể ở được bằng vật liệu – silica airgel – bắt chước hiệu ứng nhà kính trong khí quyển của Trái đất. Thông qua mô hình và thí nghiệm, các nhà nghiên cứu cho thấy một lá chắn silica khí dày từ hai đến ba cm có thể truyền đủ ánh sáng khả kiến để quang hợp, ngăn chặn bức xạ cực tím nguy hiểm và tăng nhiệt độ bên dưới điểm nóng chảy của nước mà không cần cho bất kỳ nguồn nhiệt bên trong.
Bài báo được công bố trên tạp chí Thiên văn học .
Robin Wordsworth, Trợ lý Giáo sư Khoa học và Kỹ thuật Môi trường tại Trường Khoa học Ứng dụng và Khoa học Ứng dụng Harvard (SEAS) và Bộ Trái đất cho biết: “Cách tiếp cận khu vực này để làm cho Sao Hỏa có thể đạt được nhiều hơn so với điều chỉnh khí quyển toàn cầu. Không giống như những ý tưởng trước đây để làm cho Sao Hỏa có thể ở được, đây là thứ có thể được phát triển và thử nghiệm một cách có hệ thống với các vật liệu và công nghệ mà chúng ta đã có.”
Sao Hỏa là hành tinh dễ sống nhất trong Hệ Mặt trời của chúng ta ngoài Trái đất. Nhưng nó vẫn là một thế giới thù địch đối với nhiều loại sự sống. Một hệ thống tạo ra những hòn đảo nhỏ có thể ở được sẽ cho phép chúng ta biến đổi sao Hỏa theo cách có thể kiểm soát và có thể mở rộng.
Các nhà nghiên cứu đã lấy cảm hứng từ một hiện tượng đã xảy ra trên Sao Hỏa.
Không giống như các tảng băng cực của Trái đất được làm từ nước đóng băng, mũ băng cực trên Sao Hỏa là sự kết hợp giữa nước đá và CO 2 đông lạnh . Giống như dạng khí của nó, CO 2 đông lạnh cho phép ánh sáng mặt trời xuyên qua trong khi giữ nhiệt. Vào mùa hè, hiệu ứng nhà kính trạng thái rắn này tạo ra các túi sưởi ấm dưới lớp băng.
Các nhà khoa học bắt đầu suy nghĩ về hiệu ứng nhà kính trạng thái rắn này và làm thế nào nó có thể được viện dẫn để tạo ra môi trường có thể ở được trên Sao Hỏa trong tương lai. Họ bắt đầu suy nghĩ về loại vật liệu nào có thể giảm thiểu độ dẫn nhiệt nhưng vẫn truyền được càng nhiều ánh sáng càng tốt.
Các nhà nghiên cứu đã hạ cánh trên silica aerogel, một trong những vật liệu cách nhiệt nhất từng được tạo ra.
Silica aerogel có độ xốp 97 phần trăm, có nghĩa là ánh sáng di chuyển qua vật liệu nhưng các nanolay liên kết của bức xạ hồng ngoại silicon dioxide và làm chậm đáng kể sự dẫn nhiệt. Những aerogel này được sử dụng trong một số ứng dụng kỹ thuật ngày nay, bao gồm cả tàu thám hiểm sao Hỏa của NASA.
Kerber chia sẻ: “Silica airgel là một vật liệu đầy hứa hẹn vì tác dụng của nó là thụ động. Nó sẽ không đòi hỏi một lượng lớn năng lượng hoặc bảo trì các bộ phận chuyển động để giữ cho một khu vực ấm áp trong thời gian dài.”
Sử dụng mô hình và thí nghiệm mô phỏng bề mặt sao Hỏa, các nhà nghiên cứu đã chứng minh rằng một lớp mỏng của vật liệu này làm tăng nhiệt độ trung bình của vĩ độ trung bình trên sao Hỏa đến nhiệt độ giống như Trái đất.
Trải rộng trên một diện tích đủ lớn, bạn sẽ không cần bất kỳ công nghệ hay vật lý nào khác, bạn sẽ chỉ cần một lớp vật liệu này trên bề mặt và bên dưới bạn sẽ có nước lỏng vĩnh viễn.
Vật liệu này có thể được sử dụng để xây dựng các vòm cư trú hoặc thậm chí các sinh quyển tự chứa trên Sao Hỏa.
Tiếp theo, nhóm nghiên cứu nhằm mục đích thử nghiệm vật liệu ở vùng khí hậu giống như sao Hỏa trên Trái đất, chẳng hạn như các thung lũng khô ở Nam Cực hoặc Chile.
Wordsworth chỉ ra rằng bất kỳ cuộc thảo luận nào về việc làm cho Sao Hỏa có thể ở được cho con người và cuộc sống Trái đất cũng đặt ra những câu hỏi triết học và đạo đức quan trọng về bảo vệ hành tinh.
Nếu bạn định kích hoạt sự sống trên bề mặt sao Hỏa, bạn có chắc chắn rằng chưa có sự sống ở đó không? Nếu có, làm thế nào để chúng ta điều hướng điều đó. Khoảnh khắc chúng ta quyết định cam kết có con người trên sao Hỏa, những câu hỏi này là không thể tránh khỏi.
Nguồn truyện:
Tài liệu được cung cấp bởi Trường Kỹ thuật và Khoa học Ứng dụng Harvard John A. Paulson . Bản gốc được viết bởi Leah Burrows. Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :