Cilvēku interese par Marsu pēdējās desmitgadēs ir dramatiski pieaugusi. Papildus astoņām aktīvajām misijām, kas pašlaik notiek uz Sarkanās planētas vai tās tuvumā, desmit gadu beigās uz Marsu tiks nosūtīti vēl septiņi robotizēti moduļi, roveri un orbiteri. Līdz 2030. gadiem vairākas kosmosa aģentūras plāno virszemē izvietot komandētas misijas.
Turklāt joprojām ir diezgan daudz brīvprātīgo, kuri ir gatavi doties uz Marsu vienā virzienā, un cilvēku, kuri iestājas par to, lai tas būtu mūsu otrās mājas. Visi šie priekšlikumi arī pievērš mūsu uzmanību briesmām, kas rodas, gaidot cilvēkus uz Marsa. Papildus aukstajai, sausai videi, gaisa trūkumam un milzu smilšu vētrām ir arī radiācijas problēma.
Kur no Marsa rodas starojums?
Marsam nav aizsargājošas magnetosfēras, kā to dara Zeme. Zinātnieki uzskata, ka vienā reizē Marsa kodolā bija konvekcijas straumes, radot dinamo efektu, kas kustēja planētas magnētisko lauku. Bet apmēram pirms 4,2 miljardiem gadu - acīmredzot, pateicoties sadursmei ar lielu priekšmetu vai straujai serdes atdzišanai - šis dinamo efekts pazuda.
Tā rezultātā nākamo 500 miljonu gadu laikā Marsa atmosfēru lēnām iztvaicēja saules vējš. Zaudējot magnētisko lauku un atmosfēru, Marsa virsma ir pakļauta daudz augstāka līmeņa radiācijai nekā Zeme. Papildus pastāvīgai kosmisko staru un saules vēja iedarbībai Marss tiek pakļauts nāvējošām sterilizējošā starojuma devām kopā ar saules signālugunīm.
Reklāmas video:
Kā noritēja pētījums?
NASA 2001. gadā uz Marsu nosūtīja kosmisko kuģi Mars Odyssey, kas bija aprīkots ar īpašu instrumentu MARIE (Marsa radiācijas eksperiments), kam vajadzēja izmērīt ap Marsa radiācijas līmeni. Tā kā Marsā ir diezgan plāna atmosfēra, Marsa odisejas reģistrētajam starojumam vajadzēja būt gandrīz tādam pašam kā uz virsmas.
Savu 18 darbības mēnešu laikā zonde Mars Odyssey atklāja pastāvīgu starojumu, kura līmenis bija 2,5 reizes augstāks nekā līmenis Starptautiskajā kosmosa stacijā - 22 miliradi dienā vai 8000 miliradi (8 Rad) gadā. Kosmosa kuģis reģistrēja arī divus Saules protonu notikumus, kuros radiācijas līmenis dienā pieauga līdz 2000 milirādēm.
Salīdzinājumam - attīstīto valstu iedzīvotāji ir pakļauti vidējam 0,62 Rad gadā. Un, kaut arī pētījumi liecina, ka cilvēka ķermenis var izturēt devu līdz 200 rad bez jebkāda kaitējuma, ilgstoša Marsa līmeņa starojuma iedarbība var izraisīt visa veida veselības problēmas - akūtu radiācijas slimību, paaugstinātu vēža risku, ģenētiskus bojājumus un pat nāvi.
Tāpēc NASA un citas kosmosa aģentūras, plānojot misijas, ievēro minimālā riska stratēģiju.
Iespējamie risinājumi
Pirmajiem Marsa apmeklētājiem noteikti nāksies saskarties ar paaugstinātu radiācijas līmeni uz virsmas. Turklāt visiem mēģinājumiem kolonizēt Sarkano planētu būs nepieciešami arī pasākumi, lai mazinātu ietekmi. Vairāki risinājumi jau pastāv - gan īstermiņa, gan ilgtermiņa.
Piemēram, NASA uztur vairākus satelītus, kas pēta sauli, kosmosa vidi visā Saules sistēmā un izseko galaktiskos kosmiskos starus, cerot sniegt labāku izpratni par saules un kosmisko starojumu. Tāpat aģentūra meklē labākās iespējas astronautu un elektronikas ekranēšanai.
2014. gadā NASA uzsāka intensīvas konkurences samazināšanas galaktisko kosmisko staru izaicinājumu ar balvu 12 000 ASV dolāru, kas apbalvos labākās idejas galaktisko kosmisko staru ietekmes samazināšanai uz astronautiem. Pēc pirmajām sacensībām 2014. gada aprīlī jūlijā sekoja vēl viena balva - USD 30 000 par idejām, kas saistītas ar aktīvu un pasīvu aizsardzību.
Runājot par ilgtermiņa uzturēšanos un kolonizāciju, pagātnē ir parādījušās vēl dažas idejas. Piemēram, kā Roberts Zubrins un Deivids Beikers ierosināja Mars Direct misijas plānā, mājokļus var uzbūvēt tieši zemē, kas būs dabisks vairogs no radiācijas.
Tika arī ierosināts izveidot piepūšamus moduļus, kas ievietoti keramikā, kas izveidota, izmantojot Marsa augsni. Šis plāns būs balstīts uz 3D drukāšanas paņēmienu, kas pazīstams kā “saķepināšana”, kur smiltis tiek pārveidotas par izkausētu materiālu, izmantojot rentgena starus.
Bezpeļņas organizācija MarsOne, kas tuvākajās desmitgadēs sola kolonizēt Marsu, piedāvā savu iespēju pasargāt Marsa kolonistus no radiācijas. Organizācija ir ierosinājusi ekranizācijas iekļaušanu misijas kosmosa kuģa, transporta līdzekļa un dzīvesvietas modulī. Saules uzliesmojuma gadījumā, ja aizsardzība nav pietiekama, viņi ierosina Marsa tranzīta biotopā izveidot īpašu starojuma patvērumu (kas atrodas dobā ūdens tvertnē).
Bet visdramatiskākais klimata pārmaiņu mazināšanas priekšlikums ir saistīts ar planētas kodola restartēšanu, lai atjaunotu tās magnetosfēru. Lai to izdarītu, mums ir jāsašķidrina ārējā serde, lai tā atkal varētu izliekties ap iekšējo serdi. Pareiza planētas rotācija sāks radīt dinamo efektu, un tiks izveidots magnētiskais lauks.
Saskaņā ar Sam Factor, Teksasas universitātes Astronomijas katedras maģistrantu, to var izdarīt divos veidos. Pirmais ir detonēt virkni kodolgalviņu galviņu netālu no planētas serdes, bet otrais - caur planētu nosūtīt elektrisko strāvu, radot kodolā pretestību, kas sakarst.
Japānas Nacionālā sintēzes zinātnes institūta (NIFS) zinātnieki 2008. gadā veica pētījumu, kurā tika apsvērta iespēja radīt mākslīgu magnētisko lauku ap Zemi. Uzzinot, ka magnētiskā lauka intensitāte pēdējos 150 gados ir samazinājusies par 10%, viņi iestājās par supravadošu gredzenu izveidi, kas apņem planētu, kas varētu kompensēt zaudējumus nākotnē.
Ar dažām izmaiņām šādu sistēmu varētu pielāgot Marsam. Tas radīs magnētisko lauku, kas var palīdzēt aizsargāt virsmu no kāda kaitīga starojuma. Un, ja terraformers var radīt atmosfēru uz Marsa, tad šāda sistēma to arī aizsargās no saules vēja.
Visbeidzot, Šveices Mineraloģijas un petrogrāfijas institūta pētnieku 2007. gada pētījums parādīja, kā izskatās Marsa kodols. Izmantojot dimanta kameru, zinātnieki spēja reproducēt spiediena apstākļus uz dzelzs-sēra un dzelzs-niķeļa-sēra sistēmām, kas atbilst Marsa centram.
Viņi atklāja, ka Marsa kodola temperatūrā (apmēram 1227 grādi pēc Celsija) iekšējais kodols būs šķidrs, bet ārējais - nedaudz sacietējis. Tas ļoti atšķiras no Zemes kodola, kurā iekšējā kodola sacietēšana izdala siltumu, kas ārējo saglabā izkausētu, tādējādi radot dinamo efektu un magnētisko lauku.
Cieta iekšējā kodola neesamība uz Marsa nozīmētu, ka kādu dienu šķidrajam ārējam kodolam vajadzēja būt citam enerģijas avotam. Kaut kā šis avots izžuvis un ārējā serde sacietēja, izbeidzot dinamo efektu. Tomēr viņu pētījums arī parādīja, ka planētas atdzišana nākotnē var izraisīt kodola sacietēšanu, jo centrā nokļūst vai nu ar dzelzi bagātas cietās vielas, vai arī kodolā izkristalizējas dzelzs sulfīdi.
Citiem vārdiem sakot, Marsa kodols kādu dienu var kļūt ciets, sasildot ārējo serdi un to izkausējot. Apvienojumā ar pašas planētas rotāciju tas radīs dinamo efektu, kas atkal iedarbinās planētas magnētisko lauku. Ja tā ir taisnība, tad Marsa kolonizācija un droša dzīvošana uz tā būs laika jautājums - būs jāgaida, kamēr kodols izkristalizējas.
Cita ceļa nav. Pašlaik radiācija uz Marsa virsmas ir diezgan bīstama. Tāpēc visos turpmākajos lidojumos uz planētu tiks ņemta vērā aizsardzība pret radiāciju un pretpasākumi. Un ikvienam, kurš ilgstoši uzturas uz Marsa, būs vai nu jāapbedās dziļāk zemē, vai arī jāaizsargā sevi no saules un kosmiskajiem stariem.
Bet nepieciešamība ir izgudrojuma māte, vai ne? Un tā kā mums jāsāk kolonizēt citas pasaules, ja mēs vēlamies izdzīvot kā suga, mums būs jāizmanto inovatīvi risinājumi.
ILYA KHEL