17.11.2019
PL EN
28.07.2019 aktualizacja 28.07.2019

Czy aerożel pomoże w kolonizacji Marsa?

Fot. Fotolia Fot. Fotolia

Aerożel może być przydatny do budowania szklarni i habitatów na Marsie, gdy kiedyś dojdzie do kolonizacji tej planety - piszą naukowcy w najnowszej publikacji w „Nature Astronomy”. O wynikach tych badań pisze także NASA.

Jak wskazuje NASA w swoim komunikacie, uprawianie roślin na Marsie jest znacznie łatwiejsze w filmach science-fiction, niż będzie w realnej rzeczywistości. Czerwona Planeta jest bardzo niegościnnym światem m.in. ze względu na temperatury poniżej zera i atmosferę, która daje jedynie niewielką ochronę przed promieniowaniem słonecznym.

NASA ma przyszłe plany wysłania ludzi na Marsa. Te osoby – astronauci, a potem być może przyszli kolonizatorzy – będą musiały coś jeść. Możliwość produkowania żywności bezpośrednio na Marsie zaoszczędziłaby mnóstwo miejsca i paliwa przy załogowych misjach na Czerwoną Planetę. Trzeba też brać pod uwagę takie kwestie, jak niedopuszczenie do zanieczyszczenia Marsa ziemskimi bakteriami.

Naukowcy proponują, że w rozwiązaniu przynajmniej niektórych z tych problemów może pomóc aerożel – materiał podobny do styropianu, rodzaj sztywnej piany, składający się w 99 proc. z powietrza, a więc bardzo lekki. Aerożele są najlżejszymi substancjami stałymi jakimi aktualnie dysponujemy. Aerożel dobrze zapobiega przenoszeniu ciepła i już był z tego powodu używany na łazikach marsjańskich. Co więcej, jest przeświecający, przenika przez niego widzialne światło słoneczne, a blokowane jest szkodliwe promieniowanie ultrafioletowe. Aerożel jest produkowany głównie z krzemionki, czyli z tego samego materiału, który znajduje się w szkle.

Robin Wordsworth z Harvard University przeprowadził wraz ze swoim zespołem eksperyment, w którym 2-3 cm warstwa aerożelu krzemionkowego pozwoliła lampie symulującej światło słoneczne na Marsie na ogrzanie powierzchni pod spodem do 65 stopni Celsjusza, czyli wystarczająco, aby na marsjańskiej powierzchni stopić lód.

Inspiracją dla doświadczenia z aerożelem były procesy grzania tworzące wiosną tzw. ciemne plamy na czapach polarnych Marsa z lodu dwutlenku węgla (znanego pod nazwą „suchy lód”). Podobnie jak aerożel, suchy lód jest przeświecający, pozwalając światłu słonecznemu na ogrzewanie powierzchni. Gdy grunt rozgrzewa się, gaz dwutlenku węgla akumuluje się pomiędzy lodem, a ciepłą powierzchnią. Skutkuje to powstawaniem pęknięć w lodzie, a w konsekwencji podmuchów gazu, które wyrzucają grunt spod lodu na jego powierzchnię.

W ramach eksperymentu sprawdzono podobny proces, ale przy udziale aerożelu, stosując różne poziomy „nasłonecznienia”. Wyniki wskazują, że substancja ta może generować efekty nagrzewania nawet w środku marsjańskiej zimy, kiedy to w niektórych miejscach temperatura nocą spada do minus 90 stopni Celsjusza.

W oparciu o modele klimatyczne Marsa, opracowane na potrzeby eksperymentu, naukowcy szacują, że potrzeba by było dużo aerożelu i dwóch marsjańskich lat (czterech lat ziemskich), aby wytworzyć obszar z wodą występującą w sposób ciągły w stanie ciekłym. Poza problemami transportowymi, jest też druga trudność: aerożel krzemionkowy jest bardzo delikatny i porowaty. Dla celów konstrukcyjnych musiałby więc zostać otoczony inną prześwitującą substancją albo zmieszany z elastycznymi materiałami.

Badacze planują już następną fazę eksperymentów, tym razem na obszarach „marsjańskich analogów” na pustyni Atakama oraz na Antarktydzie. Na obszarach tych występują ujemne temperatury oraz są one wyjątkowo suche – podobnie jak w przypadku Marsa. 

Więcej informacji tutaj. (PAP)

cza/ ekr/

Copyright © Fundacja PAP 2019