zelenyikot


Открытый космос Зеленого кота

Космос ближе, чем кажется


Previous Entry Share Next Entry
Зачем бомбить Марс?
zelenyikot


В прошлую пятницу американский промышленник Илон Маск, в эфире вечернего юмористического шоу поделился мыслью, что ядерная бомбардировка марсианских полюсов могла бы превратить Красную сухую и холодную планету в более комфортную для человека. Идею бросились обсуждать чуть ли не все мировые и российские СМИ, но почти никто не попытался взглянуть на ситуацию в контексте современных научных знаний о Марсе. А мы сегодня рассмотрим свежие научные данные и определим бомбить или не бомбить.

Собственно, идее бомбардировки марсианских полюсов для терраформинга - создания землеподобной планеты - немногим меньше чем времени с изобретения термоядерных бомб. Альтернативный вариант - сбросить астероид или комету на полюса. Эта идея описана в википедии в соответствующей статье, поэтому непонятно почему СМИ схватились за нее только после слов Маска. Скорее всего он почерпнул их из книги футуриста Митио Каку “Физика будущего”. Хотя, надо признать, что эта концепция уже десять лет как устарела.

Ученые еще с XIX века знали о существовании марсианских ледяных полярных шапок. Тогда уже наблюдали их сезонную изменчивость и представляли, как оттаивающие полярные льды наполняют ирригационные каналы марсиан. Т.е. считали, что этот лед водяной. Потом, к середине XX века, еще при помощи телескопов определили примерно состав атмосферы и средние температуры Марса. Оказалось, что атмосфера углекислотная, очень разреженная и холодная. После этого пришлось смириться с тем, что на полюсах лежит замерзшая углекислота известная как "сухой лед". Такое название она получила за то, что в земном давлении из твердого состояния сразу переходит в газообразное т.е. сублимируется. При марсианском давлении подобными свойствами обладает и водяной лед, но ему требуется более высокая температура для сублимации. Углекислота испаряется при -77 градусах Цельсия, а вода при +1 С. Только в самых глубоких впадинах Марса, где атмосферное давление чуть выше, вода может поддерживать жидкое состояние в диапазоне нескольких градусов выше ноля.

Первые космические аппараты уточнили состав марсианской атмосферы, температуру на поверхности, и состав полярного льда, и только подтвердили догадки - полярная шапка показалась углекислотной. В то же время человечество преуспело в развитии ядерного вооружения. Тогда-то и возникла идея бомбить марсианские полюса.



Идея терраформирования вырисовывалась простая и логичная: ядерными бомбами/скинутыми астероидами/гигантскими зеркальными отражателями растапливаем полярный углекислотный лед => атмосфера повышает плотность => углекислый газ - парниковый значит становится теплее, а давление выше => грунт оттаивает и снова, благодаря повышенному давлению, текут реки, идут дожди. После этого, сравнительно быстрого периода обогрева планеты, придется заслать на Марс одноклеточные водоросли и подождать несколько тысяч лет, пока они не создадут нам пригодную для жизни атмосферу. PROFIT

Но в 2003 году к Марсу полетел европейский космический аппарат Mars Express, и испортил всю картину. В 2005 году он развернул свой радар MARSIS и "просветил" северную и южную полярные шапки. Оказалось, что постоянные ледяные отложения, которые не меняются во время смены сезонов - это замерзшая вода.



А сухой лед на полюсах - это тонюсенькая корочка, намерзающая зимой. Об этом догадывались и ранее, но не знали соотношения углекислотного и водяного льда. Бомбить воду бесполезно - она требует слишком большой температуры для оттаивания, и имеет слишком высокую для Марса температуру замерзания. Даже если мы выпарим полярные льды, то вода сконденсируется в верхних слоях атмосферы, замерзнет и выпадет снегом. Кроме того, водяные облака и снежный покров эффективно отражают солнечный свет, поэтому испарив полярную воду можно получить снегопады, которые еще сильнее выморозят атмосферу Марса, т.к. лучи солнца будут отражаться вместо того чтобы поглотиться грунтом.



Вода на Марсе есть и не мало. Мощность водяных отложений на севере превышает полтора километра, а на юге достигает трех с половиной. Сезонные же льды, намерзающие зимой - это действительно углекислота, но толщина этого слоя зимой на северном полюсе не превышает трех метров, а на южном - восьми метров. Летом вся сезонная углекислота испаряется на одном полюсе и откладывается на другом. Из-за особенностей вытянутой орбиты Марса зима в южном полушарии короче, но холоднее поэтому льда там больше и водяного и углекислотного.



Когда углекислота вымораживается на южном полюсе, атмосферное давление на планете падает на треть от максимального значения. В среднем давление на Марсе составляет 7,1 миллибар. Давление на Земле около 1 бар, приставка "мили" означает 1/1000, т.е. Марс обладает примерно 1/150 земного давления. Даже если мы сможем нагреть оба марсианских полюса одновременно, вряд ли давление на Марсе подойдет к 10 мбар или 1% от земного.

Если нам нужна планета с атмосферой пригодной даже не для жизни, а для более-менее безопасного существования, давление на Марсе стоит повышать хотя бы в десять раз, тогда будет достигнут т.н. “предел Армстронга” - давление 60 мбар, ниже которых вода закипает при температуре человеческого тела. А лучше повысить давление на Марсе в 50 раз - так условия приблизятся к тому, что есть на Эвересте - дышать не сможем, но хоть получится скафандр сменить на теплую куртку.

Вернемся в реальный мир. В 2005 году к Марсу прилетел американский космический аппарат MRO. У него тоже имелся радар, хоть и не такой дальнобойный как у Mars Express. Он не смог увидеть дна у южной полярной шапки, зато сумел рассмотреть кое-что интересное для любителей бомбардировок.



В верхней части полярной шапки нашлись погребенные залежи углекислого льда. Летом они не испаряются благодаря тому, что их частично прикрывает водяной лед и они находятся в центральной, самой холодной части полярной шапки.Хотя понемногу испарение запасов углекислоты все же идет, поэтому на поверхности они имеют характерный "сырный" рельеф.



Оценив радарные данные с глубиной залегания и данные спутниковой съемки с распространением "сырного" рельефа ученые сделали вывод, что на южном полюсе Марса залегает от 9,5 до 12 тыс кубических километров льда. Звучит солидно, но если эти залежи выпарить, то плотность атмосферы повысится на 4-5 мбар или на 80%. То есть даже не удвоится, а нам нужно в десять или в пятьдесят раз больше, не 5 мбар, а 60 или 350! Даже если мы растопим весь углекислотный лед Марса для человеческого организма фактические условия все равно не изменятся и будут близки к абсолютному вакууму.

Тогда есть ли какой-нибудь смысл растапливать запасенный углекислотный лед? В принципе есть, это немного облегчит процесс посадки космических аппаратов, которые смогут эффективнее тормозить об атмосферу. Получится брать на несколько килограмм полезного груза больше. На дне самых глубоких впадин, где атмосферное давление будет выше чем везде, чуть легче будет работа людям в скафандрах, и возведение долговременных построек. Т.е. с точки зрения дальнейшего освоения и заселения планеты любая дополнительная капля газа (а лучше кубический километр "жосткого газа") будет полезна. Но все равно это шлюзы, скафандры, мороз и вечная опасность разгерметизации.

Кстати если бы подобная бомбардировка была оговорена в книге "Марсианин", то описываемый сюжет был бы хоть немного ближе к реальности. Тогда можно было бы обосновать мощную бурю, с которой начинается повествование, и относительную легкость передвижения в скафандре.

Теперь подумаем над другим вопросом: а может ли в принципе человечество растопить даже эти несчастные 12,5 тыс кубических километров сухого льда? Что будет, если мы сбросим туда самую мощную бомбу из когда-либо созданных в человеческой истории?



Этот вопрос был задан подписчикам сообщества "Открытый космос". Ответы получились слегка разные, но расхождение было из-за вводных: кто-то считал затраты на испарение сухого льда при земном давлении, а кто-то в марсианском. Ответ перепроверил "Суровый технарь". И вот что получилось: если мы загоним "кузькину мать" в самую толщу льда, не позволив энергии взрыва рассеиваться в стороны, и там подорвем...



То взрыв позволит испарить 353 миллиона тонн сухого льда. Или 0,23 кубического километра. Напомню, в залежах содержится до 12,5 тыс кубокилометров льда. Т.е. чтобы испарить все известные залежи сухого льда на Марсе (и увеличить существующую плотность атмосферы в 1,8 раз вместо желаемых 10 или 50 раз) нам понадобится 55 тысяч (!) "царь-бомб". Столько термоядерных зарядов на Земле нет физически, и если б были, я бы серьезно беспокоился за будущее человечества.

Более того, одна "кузькина мать" весила 26,5 тонн. Сейчас нет такой ракеты, которая могла бы доставить столько к Марсу за один раз. Возможно будущая американская SLS смогла бы. Но строить 55 тыс сверхтяжелых ракет не осилит никакая экономика в мире. Даже мировая не осилит.

Поэтому все рассуждения о том как наши ученые слегка изменят ось Земли, разбомбят марсианские полюса, не более чем мысленная эквилибристика никак не связанная с объективной реальностью. Не в этом веке.

Однако, отвечая на вопрос бомбить или не бомбить, я бы ответил утвердительно. Да, пару-тройку ядерных, а лучше термоядерных бомб я бы на Марс сбросил. Одну, мощнее, скинул бы на южный полюс - ради эксперимента. Посмотреть сколько газа выделится в действительности, какие процессы возникнут в атмосфере, как долго они будут наблюдаться. Провести первый этап прикладного терраформирования - натурный эксперимент.

Еще пару, а лучше четыре заряда, сбросить на экватор, равноудаленно друг от друга. Разумеется сначала нашпиговать поверхность Марса сейсмодатчиками, и климатическими станциями. Это позволит провести сейсмическое зондирование недр планеты, благодаря чему мы узнаем о его глубинном строении намного больше чем известно сейчас. В принципе можно обойтись и без бомб, просто расставить датчики и ждать падения астероида покрупнее, но ожидание может затянуться, а все взрывы пройдут запланировано и в нужном месте.

К реализации такого эксперимента человечество уже технически готово. Россия одна может реализовать его самостоятельно. У Роскосмоса даже был проект совместный с Финским метеорологическим институтом - "МетНет" (Марс-Нет). Не бомбардировки, а сети климатических и сейсмических станций на Марсе. И он даже официально не закрыт, хотя, по слухам, деньги уже закончились.



Сделать таких 2-3 метнета, заслать на Марс, и останется только договориться в ООН снять ненадолго мораторий на проведение ядерных испытаний в космосе. Этот проект выйдет сравнительно недорогим даже по сравнению со стоимостью марсохода Curiosity, не говоря уж о стоимости полета человека. Все технологии готовы или можно подготовить менее чем за 10 лет - бомбить дело нехитрое, на это хватит одной кассетной боеголовки ракеты РС-20В "Воевода" - а научный выхлоп будет не меньше чем от десятка дорогостоящих миссий.

Радетелям за марсианскую экологию напомню, что на Земле было проведено 2474 ядерных и термоядерных взрыва, и ничего, живем как-то, и марсиане выживут, если вообще существуют.

В следующем выпуске "Прикладного терраформирования" мы поговорим о том куда девается атмосфера планет, и какое значение имеет магнитное поле. Если вам есть, что об этом сказать, подождите следующего выпуска, а пока запаситесь пруфами.

Чтобы не пропустить подпишитесь в ЖЖ, в Twitter или Facebook.

Zelenyikot


promo zelenyikot december 8, 07:51 25
Buy for 800 tokens
Я не только пишу о космосе, но могу и рассказать о любимых темах для широкой или узкой аудитории. За последние два года я уже провел несколько десятков лекций во многих городах России. Часто приглашают на фестивали науки, профориентационные мероприятия для студентов, на конференции и выставки.…

Например, просто потому что мы можем.


В том интервью речь главным образом про парниковый эффект была. На него можно будет рассчитывать?

Проблемы нужно решить в порядке уменьшения актуальности. Что толку поднять температуру если все равно ходить в скафандрах. И потом как написано выше если растают полярные шапки с водой то будет антипарниковый эффект

Насколько я понимаю, даже если в шапках достаточно CO2, бомбёжка всё равно не поможет. При давлениях меньших (грубо) половины нашего углекислота на Марсе не способна согревать себя парниковым эффектом в степени достаточной, чтобы предотвратить её обратное смерзание.

Обсуждал даже как-то эту тему у себя в ЖЖ.

Маск, похоже, всё дальше отрывается от реальности на опьянении предыдущих успехов. Что не радует.

С научной цель побомбить, конечно, другой разговор.

Слушайте, это же юмористическая передача, с которой содран "Вечерний Пургант".
Посмотрите, на 2-й минуте, все ржут.
А российские читатели и "ученые" уже который день пережевывают эту шутку.

Ц:"...из твердого состояния сразу переходит в газообразное т.е. сублимируется"

"Сублимируется" - это когда наоборот. А здесь - испаряется.

Вы ошибаетесь.

СУБЛИМАЦИЯ (от латинского sublimo — возношу), возгонка, переход вещества из твердого в газообразное состояние, минуя стадию жидкости.
http://dic.academic.ru/dic.nsf/enc1p/45806/%D0%A1%D0%A3%D0%91%D0%9B%D0%98%D0%9C%D0%90%D0%A6%D0%98%D0%AF

Спасибо, отличная статья!

Но вот только в реальность бомбардировки не верю.
"Общественное мнение" не позволит.
Заедят под соусом безумности ученых. Не моден в мире сейчас атом, что мирный, что не очень.

Астрологи не позволят. Если из-за болванки в комету они в суд подавали...


А вообще, я бы расширил ваш тезис до "наука нынче не в моде", просто везде в разной степени и по разным причтнам. Очень грустно это.



Edited at 2015-09-15 11:13 am (UTC)

После взрыва часть пара просто улетит в Космос. Нет магнитного поля планеты, так как нет землеподобного ядра.
Просто круглый булыжник, который притягивает все за счет только своей массы.
Остается транспортировать лед из дальней Солнечной системы. По 5-6 млн. кубов за раз. И сбрасывать на планету огромным градом. Так водная масса нарастится. Около миллиарда кубов думаю. На это уйдет лет дцать.
Атомные взрывы скорее всего на Марсе будут. Но для других целей.

До последнего абзаца не дочитали?

"В следующем выпуске "Прикладного терраформирования" мы поговорим о том куда девается атмосфера планет, и какое значение имеет магнитное поле. Если вам есть, что об этом сказать, подождите следующего выпуска, а пока запаситесь пруфами."

А вдруг обраточка прилетит? : )


Тогда это будет самый быстрый и простой способ найти внеземную жизнь :-) Это же открытие века будет! ;-)

А как же Воронеж?

Хитрый план: найти на Марсе подходящее место и назвать его "Воронеж". А дальше и делать ничего не надо, все произойдет само собой.

(Deleted comment)
> останется только договориться в ООН снять ненадолго мораторий на проведение ядерных испытаний в космосе
Сомневаюсь, что о таком можно договориться :) Взаимное недоверие слишком велико.








да он пьяный или под кокосом был, а вы за чистую монету его слова воспринимаете...

Edited at 2015-09-15 01:35 pm (UTC)

Ох щас хекологи и прочие налетят... Волна популизма смоет рациональное зерно...
Хотя можно ещё одну конспирологическую теорию написать мол Русские нашли жизнь на Марсе и чтобы её скрыть разбомбили марсиан ядерными бомбами :)

Кот ты как всегда! Спасибо за статью!

На Марсе проблема с гравитацией, а не с атмосферой. Потери вещества будут огромные. Так лежит себе и лежит, подходи, черпай кружкой сколько надо и пользуйся. И потом, только американцу могла прийти в голову идея, что бомбардировка может улучшить жилищные условия. И потом, там же фон повысится, а очищать потом эту воду или газ кто будет? Рано или поздно марс заселят, по традиционному сценарию колонизации - отщепенцы, преступники и авантюристы, как в случае с Америкой и Австралией.
Как техническая идея - интересно, возможно осуществимо,
Как практическая - будут потрачены средства, пыль с глобуса марса стряхнут, что то улетит в космос, что то осядет.
А с гуманитарной - не выдерживает никакой критики.

в японии же получилось

(Screened comment)
(Deleted comment)
Спасибо, очень интересно.

Не по сеньке шапка.

Терраформирование Марса нам не по плечу.
Если из пояса Койпера "снежок" из углекислоты на Марс сбросить, там объекты такого типа до нескольких сотен километров в диаметре предполагаются, все проблемы с атмосферой сразу решатся. :)

Re: Не по сеньке шапка.

Может на эти деньги в наших областях дороги переложим и газ к дальним деревням подведём?

Марсианам (бактериям,цивилизации иной мерности и т.д.) не понравится это.За Марсом какая-то планета была,которая по воле землян превратилась в пояс астероидов (как гласит легенда о Фаэтоне).

у амеров все проблемы решаются с помощью сброса бомб, по факту человечтву не стоит засирать марс своим присутствием, мы с Землей то еще не разобрались)

из землянки пишешь?

Наиболее логичным выглядит нагрев поверхности Марса с помощью огромных космических зеркал. Воды на Марсе очень много и в средних широтах, судя по всему все эти запасы воды покрыты сверху пылью.
Будем нагревать, будем выпаривать саму воду, азот, углекислый газ и кислород. Причем этот процесс может быть управляемым, и тогда вполне возможно повысим и давление и создадим пригодную для жизни атмосферу.
Ведь на раньше на Марсе была вода в жидком виде, и атмосфера и текли реки. А раз так,значит и развитые формы жизни там тоже были, я уже промолчу про разумных представителей фауны. Потом случился какой-то катаклизм. Сейчас остатки этих морей в ледяных шапках на полюсах, причем, что интересно, толщина льда на южном полюсе такая же как и на южном полюсе Земли, около 3 км.
Может даже возможно создать какие-то огромные парники на поверхности Марса и в них создавать мини-атмосферу выпаривая воду.

(Deleted comment)
(Deleted comment)
(Deleted comment)
Я знаю правду о которой все молчат. На самом деле нашли базу марсиан и хотят провести превентивный удар. Так сказать показать кто хозяин на Марсе. Лучшая защита - это нападение.

А смысл? Лучше вступить в контакт, обсудить за чашкой чая межпланетное взаимодействие.
Технологиями обменяться там и т.д.

- А может бахнем?
- Обязательно бахнем. Весь Марс в труху! Но потом.

свое прохерили, остало еще там прохерить...

Вот действительно горе от ума...
тут НТП всю экологию угробил .. теперь надо еще на соседние планеты залезть.. они
(НТП - научно-технический прогресс)

Re: свое прохерили, остало еще там прохерить...

Верно. Из-за чертового НТП с его проклятой канализацией исчез чарующий аромат вылитых на улицы ночных горшков.

(Deleted comment)
При существующих условиях легче в жерле действующего вулкана станцию построить, чем на Венере. Как ее охладить?

Спасибо, интересно.

Для освоения Марса будет гораздо полезнее, если американцы сбросят термоядерную бомбу на самих себя.

А почему не на тебя?

Разве для освоения Марса дураки пригодятся?

При бесконтрольной ядерной бомбардировке Марса не появится ли риск изменения его орбиты?

а пост прочитать не судьба?;))

Интересная тема, ждем продолжения с нетерпением

?

Log in