Mars pełen wody

Mars pełen wody

Koloniści na Czerwonej Planecie z pewnością nie umrą z pragnienia

Na Marsie jest woda, i to w znacznie większych ilościach, niż zakładali naukowcy. Życiodajny płyn znajduje się w gruncie we wszystkich rejonach planety. Tak wynika z badań przeprowadzonych przez automatyczne laboratorium marsjańskie Curiosity.
Poinformowali o tym na łamach magazynu „Science” amerykańscy specjaliści z Rensselaer Polytechnic Institute, prywatnej uczelni badawczej w mieście Troy nad rzeką Hudson. Zespół pod kierownictwem dr Laurie Leshin przeanalizował dane, które z laboratorium Curiosity zostały wysłane na Ziemię.

Curiosity tropi życie

Łazik Curiosity wylądował w marsjańskim kraterze Gale 6 sierpnia 2012 r. Ta wyprawa określana jest jako Mars Science Laboratory (MSL) i ma trwać dwa lata. Robot porusza się na sześciu kołach, jest wyposażony w najnowocześniejszy sprzęt badawczy, w tym dziesięć kamer, cztery spektrometry i dwa detektory promieniowania. Jeden z instrumentów, ChemCam, wyposażony jest w laser, którego promienie potrafią zmienić w plazmę kawałek marsjańskiej skały wielkości główki od szpilki. Umożliwia to ustalenie składu chemicznego skały.
Podczas przełomowego eksperymentu łopatka Curiosity pobrała próbkę marsjańskiej gleby. Została ona umieszczona w specjalnej komorze analitycznej i podgrzana do temperatury 835 st. C. Pod wpływem gorąca z gleby uwolniła się woda. Naukowcy obliczyli, że H2O stanowi od 1,5 do 3% masy powierzchniowej warstwy planety, zapewne ok. 2%. Badacze nie spodziewali się, że wody jest tak wiele. „Jeśli wyślemy na tę planetę ludzi, mogą zebrać z powierzchni grunt i nieco go podgrzać, a będą mieli wodę”, powiedziała dr Leshin. Z jednej trzeciej metra sześciennego marsjańskiego gruntu można otrzymać w ten sposób ponad litr wody.
Badacze są pewni, że życiodajny płyn występuje w glebie prawie we wszystkich rejonach. Na Marsie szaleją silne wiatry i potężne burze, które roznoszą ziarna piasku po całej planecie, powierzchnia globu ma więc jednolity skład. Już w marcu jeden z dyrektorów NASA, John Grotzinger, oznajmił z entuzjazmem na konferencji prasowej, że na Czerwonym Globie mogło istnieć życie mikrobiologiczne. W lutym Curiosity dokonał bowiem odwiertu na terenie dawnej rzeki lub jeziora – takie wnioski naukowcy wyciągnęli z analizy skał. „Woda marsjańska była prawdopodobnie tak czysta, że moglibyśmy bez obaw ją pić”, stwierdził Grotzinger. W próbce pobranej w lutym wykryto węgiel, fosfor i azot – pierwiastki chemiczne niezbędne do powstania życia.
Najnowsze osiągnięcia misji Curiosity świadczą, że woda może się znajdować także głęboko pod powierzchnią Marsa. Pierwszy kamień, który łazik dokładnie przebadał, bardzo się różni od wszystkich innych marsjańskich skał. Kamień o kształcie piramidy został nazwany Jake M. na cześć zmarłego w ubiegłym roku inżyniera NASA i jednego z konstruktorów Curiosity, Jake’a Matijevicia. Przypomina mugearyt, skałę powstającą pod wpływem wody głęboko pod powierzchnią Ziemi.
Najnowsze analizy próbki marsjańskiej gleby pozwoliły wykryć także dwutlenek siarki, dwutlenek węgla i tlen. Niestety, jak przyznała dr Laurie Leshin, naukowcy mają dla przyszłych uczestników wypraw także mniej pomyślne wieści – 0,5% gleby stanowią związki chloru (nadchlorany), które mogą się okazać szkodliwe dla zdrowia astronautów, nadchlorany powodują bowiem zaburzenia tarczycy.

Glob niegdyś deszczowy

Wiadomość o Marsie obfitującym w wodę to prawdziwa naukowa sensacja. Nikt się nie spodziewał, że pustynna, sucha, smagana wichrami i skuwana mrozem planeta okaże się aż tak „mokra”.
Obecnie atmosfera Marsa, składająca się w 96% z dwutlenku węgla, jest zbyt rzadka, aby mogła się na nim utrzymać woda w stanie ciekłym. Ciśnienie wynosi zaledwie 7 milibarów, jest więc 150 razy mniejsze niż ciśnienie atmosfery ziemskiej. Ale kiedyś było inaczej. Planetę otulał znacznie gęstszy płaszcz gazów, dwutlenek węgla powodował efekt cieplarniany. Atmosferę ogrzewały gigantyczne wulkany, wypluwające masy dwutlenku węgla i związków siarki. Panowały więc znacznie wyższe temperatury. Glob obmywały obfite deszcze, gigantyczne rzeki żłobiły ogromne koryta.
Dochodziło nawet do prawdziwych wodnych kataklizmów. 3,5 mld lat temu ogromne masy wody rozerwały kilometrową ścianę krateru Aram i runęły w kierunku wschodnim. Po powierzchni planety rozlało się 100 tys. km sześc. płynu, w którym może powstać życie – cztery razy więcej wody, niż zawiera jezioro Bajkał. Zdaniem planetologów, na Marsie we wczesnej fazie jego istnienia znajdowało się tyle wody, że mogłaby stworzyć pokrywający całą powierzchnię ocean o głębokości 500 m (przy założeniu, że Mars jest gładką, doskonałą kulą). Trudno powiedzieć, czy ta „era wilgoci” trwała wystarczająco długo, aby mogło się narodzić życie, aczkolwiek jest to prawdopodobne. Nie ma powodów, dla których molekuły organiczne miałyby się stać materią ożywioną na Ziemi, a na czwartej planecie od Słońca już nie. Niektórzy astrobiolodzy uważają, że życie najpierw pojawiło się na Marsie. Mikroorganizmy przywędrowały na Ziemię w marsjańskich skałach, wyrzuconych w kosmos na skutek uderzeń asteroid i komet. Dopiero te skały niejako zapłodniły Ziemię. Być może z dalekiego pochodzenia wszyscy jesteśmy Marsjanami.
Jednak na Czerwonej Planecie doszło do katastrofy. Mars jest mały, jego masa stanowi zaledwie 11% ziemskiej, ma też niezbyt mocną grawitację (38% ziemskiej siły ciążenia). Gazy atmosferyczne zaczęły uciekać w przestrzeń kosmiczną i, jak dowiodły badania prowadzone przez laboratorium Curiosity, proces ten trwa do tej pory. Rzadka atmosfera nie powodowała efektu cieplarnianego, temperatura spadała. Wulkany wygasły. Na domiar złego prawdopodobnie zwiększyła się odległość globu od Słońca. Masy wody w znacznej części wyparowały i rozproszyły się w przestrzeni kosmicznej. Część wody nadal tkwi w czapach polarnych. Składają się one przeważnie z suchego lodu (dwutlenku węgla w stanie stałym), ale także z wody. Zdaniem niektórych planetologów, w marsjańskich czapach okołobiegunowych jest jej wciąż tyle, że gdyby stopniały, planetę pokryłby ocean o głębokości co najmniej 20 m. Jak pokazały badania Curiosity, część marsjańskiej wody ukryta jest w gruncie. Być może gdzieś w marsjańskiej glebie, w jaskiniach bądź pod lodami czap polarnych trwa przyczajone życie. Eksperymenty poszukujących go sond kosmicznych Viking, przeprowadzone w 1976 r., nie dały jednoznacznych wyników. Czy misja Curiosity wyjaśni tę zagadkę, fascynującą nie tylko naukowców, lecz także rzesze miłośników astronomii?

Chcą umrzeć na obcej planecie

Odkrycie znacznej ilości łatwo dostępnej wody sprawia, że załogowa wyprawa na Marsa i jego stopniowa kolonizacja stają się nieco bardziej prawdopodobne. Niestety, tylko nieco. Naukowcy od dawna z zapałem kreślą scenariusze zasiedlenia planety, które nigdy się nie sprawdzają. W 1996 r. inżynier NASA i przewodniczący Towarzystwa Marsjańskiego Robert Zubrin oraz Richard Wagner przedstawili wizje kolonizacji Marsa. We wrześniu 2009 r. pracujący tam astronauci wracają na Ziemię. „Na Marsie załoga pozostawiła Bazę 1 wraz z modułem mieszkalnym Beagle, rover (wehikuł marsjański – K.K.), szklarnię, zasilanie i instalacje chemiczne, zapas paliwa metanowo-tlenowego oraz prawie wszystkie przyrządy naukowe. W maju 2010 r., niedługo po powrocie pierwszej załogi na Ziemię, na Marsa dociera druga załoga w module mieszkalnym i ląduje w miejscu, w którym powstanie baza 2” (R. Zubrin, R. Wagner, „Czas Marsa. Dlaczego i w jaki sposób musimy skolonizować Czerwoną Planetę”, Warszawa 1997).
Obecnie jako kolejna data marsjańskiej ekspedycji wyznaczany jest rok 2023. Holenderski przedsiębiorca Bas Lansdorp zamierza wysłać czterech kolonistów. Ma to być wyprawa w jedną stronę. Zgodnie z założeniami projektu osadnicy nie wrócą na Ziemię, będą żyć i pracować na Marsie. Co dwa lata kolonię zasili następnych czterech śmiałków. Ochotników nie brakuje – do wyprawy międzyplanetarnej z biletem w jedną stronę zgłosiło się ponad 202 tys. osób ze 140 krajów.
Koszty tego przedsięwzięcia, oceniane na 6 mld euro, Bas Lansdorp zamierza pokryć z transmisji telewizyjnych lądowania i życia na Marsie.
Realistycznie nastawieni badacze oceniają jednak, że przy obecnej technologii załogowa wyprawa na Marsa nie jest możliwa. Podróż w jedną stronę potrwa 250 dni. Nawet jeśli astronauci wytrzymają psychicznie, w stanie nieważkości utracą połowę siły mięśni – mimo wszelkich treningów i ćwiczeń. 30-letni mężczyzna po lądowaniu będzie jak 80-letni starzec. W takim stanie sukcesy kolonizacyjne nie przyjdą łatwo.
Problem rozwiąże dopiero stworzenie nowej technologii szybkich statków międzyplanetarnych. Do czasu jej wynalezienia lepiej prowadzić eksplorację Marsa za pomocą automatów takich jak Curiosity.

Wydanie: 41/2013

Kategorie: Nauka

Komentarze

  1. Kosmofan Bozoniusz
    Kosmofan Bozoniusz 29 czerwca, 2014, 15:56

    Wiele informacji, mówiących o przyszłym odwiedzaniu Marsa, lub nawet kolonizowaniu go przez ludzi, mówi o trudnościach dotarcia do tej planety. Nie jest to jednak okoliczność bezwzględna, ale świadcząca o tymczasowym stanie naszych technik napędowych, opartych obecnie niemal wyłącznie na napędzie chemicznym. Wystarczy jednak opanować wysokotemperaturowy napęd jonowy, charakteryzujący się ciągiem rzędu kilowatów, a dolatywać będziemy do tej planety w czasie poniżej tygodnia. Zaistnienie takich napędów potani nie tylko te, ale w ogóle wszystkie badania kosmiczne tak bardzo, że można użyć uwagi, iż dopiero z ich użyciem zacznie się intensywne wychodzenie naszej cywilizacji w Kosmos. Tym samym też program rozwijania takich napędów to w dziedzinie eksploracji Kosmosu najbardziej intratna ekonomicznie część działalności przemysłowej, służącej temu celowi, a poziom nakładów na prowadzenie badań naukowych nad takimi napędami zdecydowanie nie jest ponad możliwości finansowe polskiego państwa. Tu trzeba tylko myśleć perspektywicznie i nie liczyć na to, że większymi nakładami finansowymi myślenie może być zastąpione. Przeciwnie – to ono jest tu wartością najcenniejszą, dlatego też nowych szans dla przyszłych technik zdobywania Kosmosu szukać trzeba tu, na Ziemi, w rozwijaniu fizyki napędów wysokotemperaturowych, o możliwie największej mocy jednostkowej przyszłych silników kosmicznych. Źródłem mocy dla nich będzie przede wszystkim promieniowanie słoneczne, potem energia atomowa, a na końcu energia chemiczna syntezy wody z wodoru i tlenu w ogniwach paliwowych.

    Odpowiedz na ten komentarz

Napisz komentarz

Odpowiedz na „Kosmofan BozoniuszAnuluj pisanie odpowiedzi