Терраформирование Марса: Реальность или фантастика?

XXV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

Терраформирование Марса: Реальность или фантастика?

Добровольская А.В. 1
1Школа 193
Растегин М.Ю. 1
1Школа -193
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

ВВЕДЕНИЕ

Ресурсы нашей планеты Земля не безграничны и на сегодняшний день численность населения планеты превышает 8 миллиардов человек. Постоянно увеличиваются темпы роста добычи полезных ископаемых. Поиск и освоение новых месторождений охватили практически всю приповерхностную часть земной коры, включая прибрежный рельеф и дно Мирового океана.

Причины, по которым человечеству возможно придется покинуть Землю, могут быть разнообразными и включать как естественные, так и человеческие факторы. Вот некоторые из них:

- исчерпание природных ресурсов нашей планеты;

- загрязнение окружающей среды;

- техногенная или природная катастрофа, включая возможную «ядерную войну»;

- столкновение с небесным телом;

- изменение солнечной активности.

Изучение космоса и поиск альтернативных мест для обитания – важные аспекты научных исследований и технологического развития человечества. Одним из способов переселения является терраформирование соседних планет.

Таком образом, проблема исследования является актуальной.

Цель работы: исследовать возможности терраформирования Марса.

Объект исследования: физические характеристики планеты Марс.

Предмет исследования: исследование возможностей терраформирования Марса.

Задачи исследования:

- изучить суть понятия «терраформирование», способы и возможные последствия терраформирования для планет;

- сравнить физические и орбитальные характеристики, климат на Марсе и Земле;

- определить оптимальный способ терраформирования Марса;

- проанализировать возможность терраформирования Марса через создание «парникового эффекта».

Методы исследования: сбор литературной информации, анализ источников интернет-изданий, научно-популярных статей; изучение, осмысление и систематизация материала, обобщение полученных сведений, расчет физических характеристик планеты.

Терраформирование Марса остаётся малоизученной темой, создание условий на планете, похожих на земные, считается далёкой от реальности мечтой.

Терраформирование – процесс изменения климата, атмосферы и других условий на планете или спутнике с целью создания подходящей для земной жизни среды. Не всякая планета пригодна к терраформированию. В работе мы сравнили атмосферу, физические и орбитальные характеристики Марса и Земли.

В процессе работы мы собирали и обрабатывали данные о текущей атмосфере, геологии и климате Марса, что помогает лучше понять, какие изменения необходимы для создания условий, пригодных для жизни на этой планете. Некоторые учёные-исследователи и авторы, деятельность которых связана с концепцией терраформирования Марса:

- Джеймс Оберг. Инженер NASA, который в 1979 году организовал коллоквиум по терраформированию и опубликовал его результаты в книге «Новые земли: Реструктуризация Земли и других планет» (1981).

- Роберт Зубрин. Американский аэрокосмический инженер, основатель Марсианского общества. По его мнению, вначале на Марсе следует развернуть базу для 20–50 космонавтов, которые изучат окружающую среду.

- Мартин Фогг. Британский физик, который с 1987 года опубликовал ряд статей, посвящённых вопросам благоустройства иных миров, а затем выпустил книгу «Терраформирование: Проектирование планетной среды обитания» (1995).

- Карл Саган. Астроном, который в 1971 году предложил «планетарную инженерию», расплавив водяной пар от полярного льда Марса для создания более благоприятных условий.

- Кристофер МакКей. Астробиолог, который предполагал, что терраформирование Марса возможно, если на планете всё ещё достаточно углекислого газа, воды и азота, чтобы закачивать их в атмосферу.

Некоторые книги и ресурсы, связанные с концепцией терраформирования Марса:

- Цикл «Марс» Кима Стэнли Робинсона. Включает трилогию романов: «Красный Марс» (1992), «Зелёный Марс» (1993) и «Голубой Марс» (1996), дополненную сборником новелл «Марсиане» (1999).

- TerraGenesis — игра для iOS, которая позволяет пользователям колонизировать и терраформировать Марс, Венеру, Землю и различные вымышленные планеты.

РАЗДЕЛ 1. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О ТЕРРАФОРМИРОВАНИИ

1.1. Сравнительная характеристика Земли и Марса

В нашей солнечной системе лучше всего изучен Марс (не считая самой Земли). Каждая планета уникальна, но Марс и Земля имеют некоторые сходства:

Таблица 1

Сравнительная характеристика параметров Земли и Марса

Показатель

Земля

Марс

Средний радиус

6 371 км

З З96 км.

Масса

5.97 x 1024 кг

6.42 x 1023 кг

Объем

1.08 x 1012 км3

1.63 x 1011 км3

Полуось

149.6 млн км

227.9 млн км

Давление

101.325 кПа

0.6 - 1 кПа

Гравитация

9.81 м/с2

3.71 м/с2

Средний температурный показатель

15 °C

-65 °C

Teмпepaтуpныe колебания

-70 °C до 55 °C

-143 °C до 35 °C

Осевой наклон

23.5°

25.2°

Продолжительность дня

23 часа 56 минут

24 часа 39 минут

Длина года

365.25 дней

687 дней

Наличие воды

Обильное, в жидком, твердом и газообразном состояниях

В основном в виде льда, небольшое количество в атмосфере

Полярные ледяные шапки

Есть (водяной лед)

Есть (водяной лед и сухой лед (CO2))

Наличие сезонов: Обе планеты имеют наклон оси вращения планеты.

Как и на Земле, на Марсе имеются четыре сезона. Но в отличии от Земли, где каждый сезон условно разбит на три месяца, продолжительность каждого сезона на Марсе зависит от полушария планеты.

Марсианский год длится 668,59 сола (марсианскими днями называют солы), что примерно равно 687 земным суткам и почти в два раза продолжительнее земного года. В северном полушарии Красной планеты весна длится семь земных месяцев, лето – шесть, осень – 5,3 земных месяца, а зима продолжается чуть больше четырех.

Марсианское лето в серверном полушарии очень холодное. Очень часто температура здесь в это время года не повышается выше -20 градусов Цельсия. На южном полушарии Марса чуть теплее – температура там может повышаться до +30 градусов Цельсия в тот же сезон. Такой температурный контраст нередко становится причиной сильнейших пылевых бурь.

2. Атмосфера: Обе планеты имеют атмосферу, хотя атмосфера Марса гораздо менее плотная и содержит в основном углекислый газ.

У Марса присутствует атмосфера, но она не похожа на атмосферу Земли. Атмосфера Марса состоит в основном из углекислого газа (около 96%), а также содержит малые количества азота, кислорода. Существенно отличается плотность атмосферы, атмосфера Марса в 63 раза менее плотная. Атмосфера Марса - это лишь тонкий слой углекислого газа, этого слоя не хватает чтобы защитить поверхность Марса от космической радиации и ультрафиолетового излучения.

4,2 млрд. лет назад атмосфера Марса представляла из себя атмосферу близкую к Земной, но ядро Марса остыло и перешло из жидкого состояния в частично твёрдое. Конвекционные потоки, которые протекают лишь в жидкостях, обеспечивали существование магнитосферы, без магнитосферы газы не удержать. Так Марс и потерял атмосферу. Отсутствие атмосферы привело к низкой средней температуре поверхности (Средняя температура на Марсе около -53°C, в то время как на Земле средняя температура около +13°C).

3. Полярные шапки: как на Земле, на Марсе есть полярные шапки из льда, которые изменяются в зависимости от времени года.

Как и на Земле, северный и южный полюса Марса покрыты ледяными шапками. Однако в северном и южном полушарии Красной планеты в центральных широтах также имеются ледниковые пояса. Раньше мы их не замечали, поскольку они оказались скрыты толстым слоем пыли.

К слову, по мнению ученых, пыль как раз и защищает эти пояса от испарения. На Марсе очень низкое атмосферное давление, что приводит к моментальному испарению воды и льда с поверхности. Лед сублимируется сразу в пар, а не становится сначала водой, а затем испаряется. По приблизительным подсчетам ученых на Марсе может содержаться более 150 миллиардов кубических метров льда, чего будет вполне достаточно для того, чтобы покрыть всю поверхность планеты ледяным слоем толщиной 1 метр.[2]

Рис. 1 – Сравнительные изображения Земли (слева) и Марса (справа)

4. Maгнитныe поля Земли и Mapca

Земное динамо обеспечивается вращением ядра, что вырабатывает токи и магнитное поле. Этот процесс крайне вaжeн, ведь защищает земную жизнь.

Maгнитное поле Земли защищает нас от воздействия солнечного ветра. Mapc лишeн такой возможности. Земная магнитосфера функционирует в качестве щита, который не позволяет пробиваться к поверхности опасным комическим лучам.[2]

Ho у Mapca она слабая и лишена целостности. Полагают, что это лишь остатки от изначальной магнитосферы, которая сейчас рассредоточена на различных территориях планеты. Haибoльшaя напряжённость ближе к южной стороне. Boзмoжнo, магнитосфера пропала из-за интенсивной метеоритной атаки. Или же все дело в процесс остывания, чтo провело к остановке динамо 4.2 млрд. лет назад. Дальше за дело принялся солнечный ветер, который cнec остатки вместе c атмосферой и водой.

Таким образом, сравнение физических и орбитальных параметров Марса и Земли показало, что эти планеты сходи по структуре, но их характеристики отличаются достаточно сильно.

1.2. Способы и последствия терраформирования для планет

Терраформирование — целенаправленное изменение климата, атмосферы, температуры планеты, спутника или иного космического тела для приведения атмосферы, температуры и экологических условий в состояние, пригодное для обитания земных животных и растений.

На рис. 2 представлены способы терраформирования Марса, полученные в ходе анализа литературных источников.

таблица.jpg

Рис. 2 – Способы терраформирования Марса

Недостатки и опасения терраформирования:

1. Создание парникового эффекта

Климатическая нестабильность: Изменение атмосферы Марса может привести к непредсказуемым климатическим изменениям, что сделает планету непригодной для жизни.

Неравномерное распределение тепла: Парниковый эффект может привести к резким перепадам температуры на разных участках планеты, что затруднит обитание организмов.

Загрязнение и изменение химического состава атмосферы: Использование определённых химикатов для создания парникового эффекта может оказывать негативное воздействие на возможные местные экосистемы.

2. Восстановление магнитного поля

Технические сложности: Восстановление магнитного поля требует технологии, которые ещё не разработаны и могут быть недоступны в течение длительного времени.

Высокие затраты: Разработка и внедрение технологий для синтеза нового магнитного поля потребуют колоссальных финансовых и научных ресурсов.

Непредсказуемые последствия: Можно непреднамеренно создать проблемы, например, влияние на уже существующий климат и атмосферные условия.

3. Ослабление альбедо

Экономическая целесообразность: Процесс изменения альбедо требует масштабной обработки поверхности планеты, что может быть крайне затратным.

Необходимость в долговременном мониторинге: Контроль процессов ослабления альбедо требует постоянного наблюдения за изменениями, что может быть сложно осуществить при удалённости Марса.

Риски экологических катастроф: Манипуляции с поверхностью планеты могут привести к непредсказуемым последствиям, включая высвобождение ранее запечатанных газов или изменение структуры почвы.

Таким образом, хотя методы терраформирования могут предложить инновационные решения, они также подвержены рискам и сохраняют неясности, которые требуют тщательного анализа и осторожного подхода. Необходимо развивать технологии, в то же время учитывая возможные экологические, экономические и социальные последствия.

1.3. Способы терраформирования Марса

Учёные выделяют несколько способов терраформирования Марса:

1. Ослабление альбедо: Альбедо— характеристика диффузной отражательной способности поверхности. Поверхность Марса отражает большое количество солнечного света, то есть теряет огромное количество тепла. Одним из способов ослабления альбедо могло бы также стать распределение по поверхности тёмных микробных форм жизни, таких как лишайники, водоросли и бактерии. 12 лет назад в Немецком аэрокосмическом центре удалось выявить лишайник, который смог выжить и даже проявил незаурядные способности адаптации в плане фотосинтетической активности во время симуляции марсианской среды, который продолжался 5 недель.

2. Усиление парникового эффекта: есть множество способов усилить парниковый эффект:

1. Импорт газов с Земли: Данный способ является слишком дорогим для реализации. На подготовку и запуск ракеты в средним уходит 4.5 млрд долларов США. Тяжёлая ракета-носитель — класс ракет-носителей, способных выводить на низкую околоземную орбиту от 20 до 100 тонн по классификации Роскосмоса. Можно сделать вывод что доставка газов обойдётся слишком дорого, чтобы доставить 1 килограмм на орбиту лишь Земли требуется в среднем 75 тыс. долларов США.

2. Сублимация двуокиси углерода: Огромная часть Марса покрыта сухим льдом. Если нагреть температуру на 1 градус испарится достаточное количество льда, чтобы повысить давление на 30кПа. На высоте вершиныЭвереста примерно такое же давление, изменение одного только давления не изменит климатические условия, но значительно упростит колонизацию Марса. Учёные рассматривают 2 способа повысить температуру:

1. Применение орбитальных зеркал: На марсианской орбите можно разместить Зеркала, изготовленные из тонкой алюминизированной термопластиковой плёнки, которые будут фокусировать свет и направлять его на поверхность Марса. Перемещаться такое зеркало может с помощью солнечного паруса.

2. Применение термоядерного оружия: Илон Маск в шутку предлагал применить термоядерное оружие чтобы нагреть Марс ещё в 2016 году, но когда интерес к исследованию Марса повысился эту идею перестали считать безумной. У России и США вместе более 11 тысяч боеголовок из которых только четверть активна. Такой способ очевидно будет дешевле применения орбитальных зеркал.

Терраформированный Марс в представлении художника. Источник: wikipedia.org 

Рис. 3. - Терраформированный Марс в представлении художника

Таким образом, выделяется два основных способа терраформирования Марса: ослабление альбедо и усиление парникового эффекта.

РАЗДЕЛ 2. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1. Определение оптимального способа терраформирования Марса

Создание парникового эффекта на Марсе считается одним из наиболее оптимальных методов терраформирования по нескольким причинам:

1. Увеличение температуры

Повышение температуры: Парниковый эффект может помочь поднять среднюю температуру на Марсе до необходимого уровня для жидкой воды. Это создаст более подходящие условия для жизни и возможных экосистем.

2. Создание условий для жидкой воды

Жидкая вода как основа жизни: Повышение температуры позволит превратить в воду суровые замёрзшие запасы, что критически важно для возможного существования жизни на Марсе.

3. Доступность ресурсов

Использование местных ресурсов: Частично парниковый эффект можно создать, используя слои углекислого газа, которые уже существуют на планете. Это позволяет сократить необходимость в транспортировке больших объёмов материалов с Земли.

4. Относительная простота реализации

Технологическая осуществимость: Создание парникового эффекта может быть менее сложно с точки зрения технологии по сравнению с другими методами, такими как восстановление магнитного поля. Например, можно использовать генетически модифицированные микроорганизмы или другие средства для увеличения концентрации парниковых газов.

5. Постепенное развитие

Постепенная адаптация: Парниковый эффект можно реализовать постепенно, что позволит учёным и инженерам контролировать изменения и корректировать подходы в зависимости от реальных результатов.

6. Поддержка экосистем

Создание подходящих условий для жизни: С увеличением температуры и образования воды создаются условия, способствующие развитию экосистем, что увеличивает шансы на успешное терраформирование.

Таким образом, хотя создание парникового эффекта связано с рисками и вызовами, его потенциал для трансформации Марса в более пригодную для жизни планету делает его одним из самых оптимальных подходов в области терраформирования. Но необходимо помнить об тщательном планировании и контроле за процессом, чтобы минимизировать негативные последствия.

 

2.2. Расчет эффективной температуры Марса

Расчёт базовой эффективной температуры (без учёта атмосферы)

1.1. Солнечная постоянная на расстоянии 1 а.е.

Обозначим:

 — солнечная постоянная на расстоянии 1 а.е. (у Земли). Обычно берут .

1.2. Орбита Марса

Марс удалён от Солнца в среднем на  астрономических единицы (а.е.). Таким образом, мощность солнечного излучения, приходящая на единицу площади, перпендикулярной солнечным лучам, на орбите Марса будет меньше, чем у Земли, в раз.

Подставим числа:

1.3. Учет планетарного альбедо

У Марса есть определённое альбедо (доля отражённого солнечного света). Пусть мы возьмём усреднённое по всему Марсу значение a = 0,25 (примерная оценка).

Тогда доля солнечного излучения, которая поглощается планетой, равна ().

Однако планета получает радиацию на диск, а излучает как сфера, поэтому при радиационном балансе средняя приходящая на единицу площади сферы мощность будет:

Подставим числа:

• 

• 

• Делим всё на 4 для «расстилания» по всей сфере.

Итого,

1.4. Эффективная температура без атмосферы (по Стефану–Больцману)

Если считать, что планета (Марс) излучает как «чёрное тело», то её эффективная температура (без учёта какого-либо парникового эффекта) находится из уравнения:

где — постоянная Стефана–Больцмана:

Отсюда:

Подставим полученное 

Если сделать более точный расчёт, выходит в районе 210–215 K, что согласуется с известными учебниками (часто указывают ~210 K как «безатмосферную» эффективную температуру Марса).

Без парникового эффекта Марс имел бы (в среднем) порядка , то есть около . Фактически со своей тонкой атмосферой (~6 мбар CO₂) он имеет ~215 K (среднюю), что близко.

2. Необходимая температура «для терраформирования»

Чтобы «терраформировать» Марс до уровня, где жидкая вода стабильно существует на поверхности, нам нужна температура хотя бы около 273 K (0 °C), а лучше ~288 K (средняя земная ~15 °C).

• Возьмём для расчёта целевую температуру (примерно «земная средняя»).

• Текущая безатмосферная (или близко к ней) оценка 

Разница:

Нужно поднять среднюю планетарную температуру на ~78 K. Для справки, на Земле парниковый эффект «добавляет» около +33 K (с 255 K «безатмосферных» до ~288 K «у поверхности»). Значит, для Марса нужен ещё более сильный парниковый «пакет», чем тот, который у нас есть на Земле, чтобы компенсировать и меньший солнечный поток, и необходимость существенного подъёма температуры.

3. Упрощённая модель «однослойного парникового эффекта»

3.1. Суть модели

В простейшей (и потому грубой) модели полагают, что атмосфера непрозрачна в инфракрасном диапазоне и прозрачна в видимом, а энергия устанавливается в баланс. В одной из самых простых версий (однослойная атмосфера) получается:

когда вся поглощённая планетой энергия должна в итоге уходить через атмосферный «слой», который сам тоже излучает, но часть тепла возвращается обратно на поверхность. Для Земли эта модель даёт слишком грубое приближение, однако качественно показывает разницу:

• Без атмосферы: 

• С однослойной атмосферой: 

Если подставить и умножить на получится Это всё ещё ниже точки замерзания воды (273 K). Очевидно, нужно больше «слоёв» (или более сложный парниковый механизм), чтобы дойти до ~288 K.

Иногда эту идею обобщают: для n атмосферных слоёв (каждый из которых непрозрачен в ИК-диапазоне), получается:

Если нам нужно подняться с 210 K до 288 K, посмотрим, какой n требуется:

Тогда

Это «2–3 слоя» по данной грубой формуле. Но, конечно, в реальности атмосферы устроены сложнее, эффект зависит от насыщения паров воды, CO₂, наличия пыли, облаков и т.д. Модель «n слоёв» — лишь иллюстрация того, что по сравнению с «нулевым» слоем (без атмосферы) нужен существенный дополнительный парниковый вклад.

4. «Силу» парникового эффекта можно связать с концентрацией CO₂ (упрощённая логарифмическая формула)

Для Земли (в зависимости от исследователя) известна эмпирическая формула (из климатологии):

где — радиационный «форсинг» (Вт/м²), возникающий при изменении концентрации CO₂ от  до C . Приближённо получается, что изменение CO₂ в несколько раз приводит к линейному (по логарифму) изменению потока. Затем полученный \Delta F пересчитывается в изменение температуры через климатическую чувствительность \lambda (Вт/м² на 1 K или K на 1 Вт/м²), обычно полагают ~0.8 K/(Вт/м²)–1.2 K/(Вт/м²) для земных условий.

Но это всё эмпирика, выведенная для Земли и её диапазона концентраций водяного пара, облачности и прочего. Для Марса такая прямая экстраполяция может быть сильно неточной. Однако качественно говорит, что чтобы получить большой , нам надо существенно увеличить парциальное давление CO₂, других парниковых газов или сделать многокомпонентную «плотную» атмосферу.

5. Пример оценки: какой дополнительный «форсинг» нужен?

Чтобы поднять температуру с 210 K до 288 K, мы хотим выяснить примерно, на сколько нужно увеличить «парниковую компоненту» в энергетическом балансе.

5.1. Мощность излучения при 210 K и при 288 K

Нам важно понять, насколько должна увеличиться исходящая (или удерживаемая) мощность у поверхности.

В радиационном балансе планеты:

Если поверхность теплее, чтобы достичь устойчивого равновесия, атмосфера должна эффективнее «запирать» тепло в ИК-диапазоне.

• При энергетическая плотность излучения поверхности (по закону Стефана–Больцмана) на 1 м²:

• При 

Подсчитаем грубо их отношение:

Значит, если температура поверхности возрастает на 78 K (с 210 до 288), излучение растёт примерно в 3,5 раза. Чтобы держать эту температуру (и не терять всё тепло назад в космос), атмосфера должна обеспечивать удержание потока тепла примерно в 3,5 раза большего, чем без атмосферы (учитывая, что без атмосферы у нас всё уходит почти напрямую).

В более «продвинутых» расчётах мы бы учитывали, какой дополнительный «парниковый» поток (Вт/м²) нужен. Но грубая логика такова:

• Без атмосферы входной поток ~110 Вт/м².

• Выходить (в космос) при равновесии тоже должно ~110 Вт/м² (если без задержки).

• При сильном парнике поверхность может излучать больше 300 Вт/м² (как Земля ~390 Вт/м² при ~15 °C), но атмосфера переизлучает часть вверх, часть вниз, и в итоге в космос уходит по-прежнему те же ~110 Вт/м².

Главное — нужно, чтобы атмосфера «задерживала» существенную часть инфракрасного излучения, создавая разницу между тем, что уходит в космос, и тем, что излучает поверхность. Это и есть суть парникового эффекта.

6. Общее резюме и качественная «прикидка» требуемой атмосферы

1. Без учета атмосферы (и с учётом альбедо ~0,25) мы нашли:

Это примерно 

2. Чтобы достичь около (средней температуры, схожей с земной), нужно «добавить»

3. Однослойная модель атмосферы (когда ) даёт лишь ~250 K, чего не хватает до 273–288 K. Нам нужно несколько «слоёв» (или более сильное парниковое поглощение), чтобы подняться выше.

4. Если в терминах «n слоёв» (каждый абсолютно непрозрачен в ИК-диапазоне), нам нужно , чтобы получить . Это весьма упрощённое математическое упражнение, но показывает, что парниковый эффект на Марсе должен быть мощнее земного (ведь Земля и так уже прибавляет к своей эффективной температуре +33 K).

5. На практике это означает, что атмосфера с очень высоким давлением CO₂ (сублимированным из полярных шапок и/или доброшенным искусственно), а также с добавками других парниковых газов (например, фторсодержащих супер-газов, метана и т.п.), могла бы повысить среднюю температуру. Но реальные расчёты показывают, что одних запасов углекислого газа в полярных шапках Марса для достижения +20 °C, скорее всего, будет недостаточно (или же потребуется фантастическая инженерия для удержания густой атмосферы и т.д.).

7. Сводка формул и промежуточных вычислений (короткий список)

1. Солнечная постоянная у Марса:

где 

2. Усреднённый поток с учётом альбедо:

Мы подставили 

3. Эффективная температура (без атмосферы):

4. Целевая температура (пример «земной»):

5. Разница температур:

6. Однослойная модель (очень грубая):

7. Модель «n слоёв» (каждый полностью непрозрачен в ИК-диапазоне):

8. Пример расчёта n, чтобы 

9. Рост излучения при росте T:

10. Формула логарифмического роста парникового эффекта:

Итог

Расчёт «через способ парникового эффекта» демонстрирует, что для поднятия средней температуры Марса с ~210 K до ~288 K необходимо создать гораздо более интенсивный парниковый «захват» теплового излучения, чем тот, который существует сейчас. Мы пошагово показали:

1. Как находится базовый поток излучения от Солнца для орбиты Марса (деление солнечной постоянной на квадрат расстояния).

2. Как учитывается альбедо (умножаем на 1 - \alpha, делим на 4 — получается среднее на всю планету).

3. Как из этого получается эффективная температура без атмосферы (по формуле Стефана–Больцмана, берём четвёртый корень).

4. Сколько нужно «добавить» к температуре для достижения «земного» уровня.

5. Как можно это «собрать» через простую модель одного или нескольких слоёв атмосферы (где каждый слой поглощает ИК-излучение).

6. Что в реальности потребовалось бы огромное количество CO₂ (и/или других парниковых газов) и сложная система для удержания плотной атмосферы, чтобы достичь такого подъёма температуры.

Полученная картина показывает принципиальную возможность нагреть Марс (теоретически) за счёт мощного парникового эффекта.

Заключение

Терраформирование Марса теоретически, возможно, но это огромный и сложный проект, который потребует многих лет и огромных ресурсов.

Некоторые предложенные методы терраформирования Марса разнообразны. Однако, на данный момент у нас нет технологий, способных быстро и эффективно изменить атмосферу и климат Марса.

Таким образом, хотя терраформирование Марса может быть возможным в долгосрочной перспективе, это остается пока что фантастической идеей, требующей серьезных исследований и разработок.

Cовременный этап изучения Марса открывает перед человечеством новые горизонты и возможности. Мы не только получаем новые знания о нашей солнечной системе, но и сталкиваемся с вопросами о будущем человечества и его месте во Вселенной.

Марс значительно меньше Земли, имеет меньшую массу и находится дальше от солнца. При этом есть сходство по ландшафту: на обоих планетах встречаются вулканы, горы, хребты, ущелья, плато, каньоны и равнины.

Нет однозначного мнения о том, какой способ терраформирования марса оптимальный, пока на данный момент, мы смогли рассчитать терраформирование марса через парниковый эффект.

Список использованных источников:

1. Волков А.В. Сто великих загадок астрономии. М.: «Вече», 2012. – 533 с.

2. Куликовский П.Г. Справочник любителя астрономии, Москва, изд-во ЛЕНАНД, 2017.

3. Циолковский К,Э.. Космос моей жизни. /Редактор: Зубкова О. Изд. АСТ, 2016.

4. Известные методы и технологии терраформирования Марса: ожидаемые открытия и перспективы: vch.academy

5.Соколов А. Колонизация Марса: Суждено ли прогнозам сбыться: URL: https://hi-tech.mail.ru/review/62883-kolonizaciya-marsa/#anchor54875

6. Астрофизик рассказал, возможно ли терраформировать Марс :naukatv.ruнаМарсе

7. "Роскосмос" назвал Марс и его спутники следующим пунктом назначения: https://www.aex.ru/news/2023/11/8/263808

8. Сравнение земли и марса: https://v-kosmose.com/mars-planeta-solnechnoy-sistemyi/sravnenie-marsa-i-zemli/

9. Колонизация отменяется: почему терраформирование невозможно на марсе : https://hightech.fm/2018/08/20/nomars

11. Общий курс астрономии - Э.В. Кононович, В.И. Морозов. ( Расчет парникового эффекта).

Просмотров работы: 37