Kolonisering af Mars

Svar:

Hvorfor er trykket så lavt på Mars? Og hvilke muligheder er for at hæve trykket?  

Trykket i atmosfæren på Mars er så lavt i dag fordi Mars gennem milliarder af år har mistet en stor del af sin atmosfære. NASA-sonden MAVEN har siden 2014 fra kredsløb om Mars studeret de mekanismer, der eroderer Mars-atmosfæren for øjeblikket og resultaterne af sondens målinger er, at det ser ud til at være soludbrud ("coronal mass ejections") — meget kraftige udslyngninger af atmosfæren (dvs. gas), som er et periodisk fænomen på Solens overflade — som er hovedansvarlig for det meste af erosionen af Mars-atmosfæren gennem de seneste mere end 4 milliarder år.

Et kraftig soludbrud spyr filamenter af gas ud i Solsystemet. Kredit: NASA Goddard Space Flight Center.

Det betyder at atmosfærens tæthed på Mars i dag er så lav, at kosmisk stråling og meget af strålingen fra Solen (inklusive UV-stråling) når helt ned til overfladen, hvor den er farlig for biologi. Regner man tilbage, ser det ud til, at atmosfæretrykket på Mars har været så højt som 1 til 2 bar, altså op til dobbelt så højt som det nuværende atmosfæretryk på Jorden.

Tilsvarende har der været meget mere vand i atmosfæren og på overfladen end den smule, der er tilbage nu. Lige nu kan vi se at de polare aflejringer på Mars’ nordpol og sydpol, hver er af et omfang på ca. 1000 km i diameter og ca. 3 kms højde, hovedsageligt bestående af vand-is.

Lige nu indeholder atmosfæren så lidt vand, at hvis det hele kom ned på overfladen ville det kun være 13 mikrometer dybt. Men isotopsammensætningen af den nuværende atmosfære tyder på at der kan have været så meget vand på overfladen at det ville kunne danne et hav af globalt omfang af mindst 140 meters dybde.

Hvis man teknisk skulle sørge for at hæve trykket, er det en meget, meget stor opgave, nok betydelig større end ”blot” at løse vores lokale klimaudviklingsproblem ved at standse al udledning af CO2 (kuldioxid) fra afbrænding af fossile brændsler. Opgaven vil sansynligvis kræve at vi blandt andre ting flytter alle vores kernevåben og lader dem producere varme i de polare aflejringer, at vi etablerer fabrikker, som ikke skal lave andet end at producere effektive drivhusgasser (for eksempel metan, som er mere effektiv en CO2) for at bidrage til opvarmningen.

Yderligere skal man etablere et større antal store spejle (af størrelsesordenen 100 km x 100 km), som skal bidrage til smeltningen af de polare aflejringer ved at fokusere sollys her. En gruppe af amerikanske forskere offentliggjorde i 1991 i tidsskriftet Nature en artikel om, hvor krævende det ville være blot tilnærmelsesvis at ”terraforme” Mars; herunder at øge trykket betydeligt. I 2018 udkom en anden artikel, hvori andre forskere argumenterer for at de ikke for øjeblikket kan se at der er tilstrækkelige mængder CO2 på Mars til at man vil kunne få trykket tilstrækkeligt højt op til at gro planter i overfladejorden – eller til at mennesker vil kunne opholde sig ude uden trykdragt – men måske man vil kunne få trykket så højt op at man vil kunne gro mosser og laver på overfladen.

Skulle menneskeheden på et tidspunkt beslutte sig for at investere i at øge atmosfæretrykket på Mars, vil det også være vigtigt at sørge for samtidig at reducere erosionen fra Solen – og det vil man kunne gøre ved at etablere en meget kraftig magnetfeltgenerator mellem Mars og Solen – også det vil dog kræve gigantiske investeringer.

Hvad i følge jer er etisk korrekt ift. kolonisering og undersøgelser/udforskning af Mars?

Vi har faktisk et internationalt råd, lidt i stil med Det Etiske Råd i Danmark – dette råd hedder COSPAR – og alle nationer, som deltager i udforskningen af rummet har skrevet under på retningslinjer for beskyttelse af planeter (Planetary Protection), hvor det for eksempel kræves at robotmissioner, som når overfladen af en planet, er meget omhyggeligt rengjort, sådan at man ikke bringer mikrober eller sporer med sig, som muligvis ville kunne udgøre en fare for eventuelt liv på den pågældende planet.

Årsagen til at dette er måske særlig vigtigt for Mars er at vi ikke er helt sikre på at Mars ikke har liv eller måske har haft det engang i sin fjerne forhistorie. Netop spor af eventuel fortidig biologi på Mars er en af de store spørgsmål man har i tankerne når man på Perseverance- missionen udvælger de prøver, som engang med en efterfølgende mission skal bringes tilbage til Jorden og her undersøges grundigt – i de bedste laboratorier på Jorden – for blandt andet spor af fortidig biologi.

Så for mig (og de fleste andre forskere tror jeg) er det yderst vigtigt at vi passer meget på ikke på nogen måde at forurene de spor af eventuelt fortidig biologi på Mars, spor som eventuelt måtte være tilstede ikke langt under overfladen (dvs. nok under mindre end 2 meters dybde). Det er netop det reglerne for ”Planetary Protection” skal sikre når rumfartsnationer sender robotmissioner til Mars og andre objekter i Solsystemet.

Jeg mener af samme grund også at det vil være vigtigt at der ikke bliver sendt mennesker ned til Mars’ overflade før vi – på Jorden – grundigt har undersøgt de prøver Perseverance er ved at udtage og indsamle til returnering.

Når der så til sin tid flytter mennesker derud vil det stadig være vigtigt at man sikre sig mod at der sker forurening eller ødelæggelse af mulige habitater for liv (steder, hvor der evt. kunne være biologi).

Efterhånden som man får etableret forskningsbaser rundt omkring på Mars (lidt ligesom Concordia Station på Jorden) og får boret nogle meter ned under overfladen og grundigt får undersøgt potentialet for fortidigt eller evt. endda nutidigt biologi på Mars kunne man evt. overveje – selvfølgelig i et internationalt forum som COSPAR – at genoverveje betingelser for fremtidige planer om at gøre Mars mere tilgængelig for immigration.

Tror I der er en fremtid for mennesker på Mars? Hvis ja, hvordan mener I så det kommer til at se ud?

Ja, jeg tror at der er en fremtid for mindre grupper af mennesker på Mars, men jeg kan ikke forestille mig at Mars nogensinde kan blive en ”Planet B”; et sted, hvor vi – hele menneskeheden – kan flytte ud, hvis Jordens overflade af en eller anden grund i en periode bliver ubeboelig.

Jeg tror at fremtiden for mennesker på Mars kommer til at udvikle sig i forskellige trin på den måde at de allerførste ekspeditioner til Mars vil være i en forholdsvis lille skala med måske 4 til 6 astronauter. Måske man vil begynde i en lille station på den inderste Mars-måne, Phobos, hvorfra man vil kunne styre robotter ifm. opbygningen af de første forskningsbaser på overfladen.

Næste trin – forestiller jeg mig – kunne være noget, som mere ligner et bysamfund på Jorden, hvor man måske vil indrette sig i lavatunneler og huler – eller i gletchere – nede under overfladen sådan at man vil være bedre beskyttet mod strålingen fra Solen.

I en meget fjern fremtid kunne man nok forestille sig at der kunne udvikle sig større byer på Mars – det er i hvert fald, hvad rumingeniøren Robert Zubrin forestiller sig i hans seneste bog ”The New World on Mars”.

Bedste hilsener,
Morten Bo Madsen,
Planetfysiker, Marsgruppen på NBI