4. december 2024
Hvad skal der til for at terraforme Mars?
Kan vi leve på Mars?
Alexander, Daniel, Baland og Vitus fra Husum Skole har en række spørgsmål om, hvad der skal til for at gøre Mars beboelig for mennesker, og hvordan livet deroppe i så fald ville være for os.
Morten Bo Madsen, lektor ved Niels Bohr Institutets Mars-gruppe, svarer:
-----------------
Er det muligt at gro planter på Mars? Måske i et indelukket område? Og hvis ja hvad skal der så til?
Regolithen (jord – stort set – uden organiske komponenter) på Mars’ overflade indeholder alle de mineraler og sporstoffer, som skal til for at dyrke planter og er så vidt vi ved ganske frugtbar. Den indeholder dog 0,5–1% af et stof, perchlorat-salte, som er giftigt for mange (dog ikke alle) planter, så for at lave en god jord skal perchloraterne nok skylles ud (de er vandopløselige).
Desuden vil der skulle tilsættes organisk materiale i form af kompost, for eksempel forrådnede planterester eller andet biologisk nedbrudt materiale (det kunne også simpelthen være lort, som i ”The Martian”).
Det største problem er at trykket i Mars’ naturlige miljø er alt for lavt og det betyder at man vil være nødt til at dyrke planterne i en form for drivhuse.
Hvad består overfladen, undergrunden og atmosfæren af på Mars?
Både overfladen og undergrunden består af mineraler, som også findes på Jorden, dog er sammensætningen ofte lidt mere jern-holdig end det er almindeligt på Jorden.
Atmosfæren er tynd (typisk mellem 500 og 800 Pa) og består hovedsagelig af CO2, men der er også lidt Ar, N2 og meget lidt O2 plus en meget lille smule H2O.
Hvad skal der til for at mennesker kan overleve det lave tryk på Mars?
Er man udenfor er der ingen vej udenom en trykdragt. Disse kan dog laves betydelig lettere end dem man har brugt når mennesker har bevæget sig udenfor på Månen – mest fordi temperaturerne er så meget mere godmodige på Mars.
Hvilke vejrforhold er der på Mars? Og skal der tages særligt højde for f.eks. store storme?
Der er i almindelighed rigtig koldt på Mars, typisk 160–250 K afhængigt først og fremmest af tid på døgnet og af breddegraden. Og da atmosfæren er så tynd (lavt tryk, typisk 600 Pa ved overfladen), er atmosfærens struktur nær overfladen meget anderledes end vi er vant til på Jorden.
For eksempel ændrer temperaturen sig meget drastisk blot over de nederste decimeter over overfladen og når solen skinner er der også meget turbulens (opstigning og nedfald af meterstore voluminer af luft i atmosfæren), så der kan godt være 25°C helt nede ved overfladen og 5°C i to meters højde.
Selvom storme kan være kraftige er deres virkning først og fremmest at homogenisere temperaturen pga. øget støvindhold i luften. Dette støv begrænser samtidig intensiteten af sollys, som når overfladen, så der bliver væsentlig mørkere (mindre elektrisk effekt fra solceller).
Igen pga. den lave tæthed af atmosfæren er vinden ikke særlig effektiv til f.eks. at drive vindmøller — og den vil slet ikke kunne vælte en raket! De største partikler vi har set bevæge sig i vinden på Mars er ikke meget større end 1 millimeter. Det ser dog ud til at der med millioner af års mellemrum optræder (korte) perioder med højere tryk, hvor raketter ville kunne vælte og hvor der foregår betydelig erosion af overfladen.
Hvor lang tid er der gennemsnitligt sollys på Mars?
Mars-døgnet er på 24 (Jord-)timer og 37 minutter og rotationsaksen hælder lidt som Jordens, så der er årstider på Mars. Pga. denne aksehældning er der ligesom på Jorden polarnat på Mars om vinteren.
Mars’ afstand fra Solen er i gennemsnit 1,5 gange Jordens afstand fra Solen, og det betyder, at intensiteten af sollyset kun er ca. halvt så stort som på Jorden.
Så, nær ækvator er der gennemsnitligt lyst næsten 12 timer og 20 minutter, afhængigt af årstiderne længere eller kortere på hhv. den halvkugle, hvor der er sommer eller vinter.
Hvad kan vi gøre ved de meget lave temperaturer der er på Mars om natten?
Vi kan ikke gøre andet end at sørge for at isolere vores boliger – og selvfølgelig også de trykdragter vi har på, når vi skal udenfor.
Og så må vi sørge for at have ultrastabile (og reduntante) energikilder, sådan at der altid er energi til at vi kan opvarme små områder, hvor vi kan opholde os.
Hvornår ville det være bedst at rejse fra Jorden til Mars?
Hvis det skal være økonomisk forsvarligt er der kun få muligheder, som opstår med ca. 18 måneders mellemrum.
Her er konfigurationen af de to planeter gunstig, sådan at man kan bruge det, som kaldes en Hohmann-transfer; den mest energiøkonomiske bane for transport mellem de to planeter.
Turen tager mellem 11 og 7 måneder afhængig af, hvornår man vil rejse.
Hvor mange og hvor meget er det muligt at transportere til Mars ad gangen?
NASAs planer er at rejse med 4 til 6 astronauter ad gangen, men Elon Musk har ideer til, hvordan man vil kunne flytte op til 100 mennesker ad gangen ud til Mars.
SpaceXs Starship er i princippet ved at blive designet så det vil kunne lade sig gøre – og indtil videre går afprøvningerne af systemet rigtig godt.
Ville det være smart at bo i en hule på Mars eller er et krater bedre?
Ja, en hule ville være en rigtig god ide til en permanent større bolig da den vil yde beskyttelse mod den voldsomme stråling, som indimellem kommer fra Solen i form af ”Coronal Mass Ejections” (soludbrud).
Vi tænker at det er bedst at bo tæt på Nordpolen da det er det vi har kunne læse at der er is og hydrogen i jorden. Er det rigtigt?
Det er rigtigt at der er hydrogen i den øverste meter af Mars-overfladen ved høje eller lave breddegrader, og kommer man tilstrækkelig højt op i breddegrader er der ikke så langt ned til vand-is i undergrunden.
Det vil dog kræve gode forberedelser at finde det helt rigtige sted, sådan at man er sikker på at der er tykke lag af vand-is i undergrunden i nærheden af, hvor man skal bo.
På både de nordlige og sydlige polarkalotter kommer man til at bo midt på en stor gletcher ligesom på Grønlands indlandsis, så der vil være masser af vand-is til rådighed. Men, pga. vintermørket er det måske ikke lige på polen man skal bo.
På længere sigt (når man er mange) kunne man jo lave jernbaner og robotminedrift og så transportere isen til nærmere ækvator, hvor der er mere tiltrækkende at bo.
Hvem er det vigtigt at vi sender op på Mars først for at for sat ting i gang der oppe?
Allerførst tror jeg at det er vigtigt at man lærer sig i praksis, hvordan det er at bo på Mars, så jeg forestiller mig noget i retning af Concordia-basen på Antarktis, hvor relativt små hold kan bo sammen og med udgangspunkt i basen foretage ekspeditioner rundt i omgivelserne.
Her er det vigtigt at der deltager folk med en bred vifte af kompetancer – helst folk, som er ligeså omgængelige som ESA-astronauten Andreas Mogensen, men for eksempel er det vigtigt at der også er en læge med, som med instruktioner fra Jorden bedst muligt vil kunne behandle, hvad der måtte opstå af sygdomme og skader under rejsen.
Hvilke jobs ville der komme på Mars?
Her tror jeg at det bedste svar jeg vil kunne give er at anbefale at I køber og læse Robert Zubrins seneste bog The New World on Mars.
Se også meget gerne Robert Zubrins foredrag under konferencen "Are we a unique species on a unique planet - or are we just the ordinary galactic standard?"
Hvem mener du burde bestemme på Mars og hvilke regler skulle gælde?
Det er der folk, som har gjort sig gode tanker om; selv mener jeg at det er noget man skal blive enige om på hele Jorden; dvs. blandt alle Jordens nationer som bedriver rumfart.
Se meget gerne Ian Crawfords foredrag ”Who speaks for Earth?” i samme konference "Are we a unique species on a unique planet - or are we just the ordinary galactic standard?".
Vi har en organisation skabt til det, som hedder COSPAR. Wikipedia skriver følgende om COSPAR: https://en.wikipedia.org/wiki/Committee_on_Space_Research.
Mere information:
- McKay et al. (1991), Making Mars habitable. En "klassisk" artikel om terraforming, som desværre er bag paywall, men kan findes rundt omkring.
- Jakosky & Edwards (2018), Inventory of CO2 available for terraforming Mars.
- Hoffman et al. (2022), Mars Oxygen ISRU Experiment (MOXIE)—Preparing for human Mars exploration. En beskrivelse af "MOXIE", et projekt med at lave ilt ud fra atmosfærens CO2.
- Relevante svar i Spørg om Fysik