Idea entah bagaimana Marikh yang membentuk terra untuk menjadikannya lebih layak didiami adalah impian sci-fi yang berwawasan. Tetapi sekarang, bahan yang disebut silika airgel menjadikan idea keseluruhan Mars yang membentuk terra sedikit mustahil.
Orang-orang terkenal dari Carl Sagan hingga Elon Musk telah mencadangkan pemanasan Marikh dan memberikannya suasana, dan triknya terletak pada CO2 dan air beku di penutup kutub planet ini. Sagan berkata jika topi itu dapat diuap entah bagaimana, kesan rumah hijau CO2 akan berlaku selebihnya. Musk mengatakan, dengan jelas dan setengah bergurau, bahawa bom atom yang jatuh di tiang akan melakukan muslihat.
Terdapat kerja ilmiah yang serius untuk meneroka idea, sekurang-kurangnya dalam teori. Persoalan utamanya ialah, adakah Mars mempunyai cukup CO2 dan air untuk mewujudkan ketumpatan atmosfera yang serupa dengan Bumi?
Pada tahun 2018, saintis di University of Colorado mengkaji persoalan tersebut. Kesimpulan mereka? Terraforming Mars tidak mungkin dilakukan dengan teknologi terkini kita, sesuatu yang kebanyakan orang sudah pasti pasti benar.
"Hasil kami menunjukkan bahawa tidak ada cukup CO2 tinggal di Marikh untuk memberikan pemanasan rumah hijau yang ketara adalah gas yang akan dimasukkan ke atmosfera; sebagai tambahan, sebahagian besar CO2 gas tidak dapat diakses dan tidak dapat digerakkan dengan mudah. Akibatnya, terraforming Mars tidak mungkin dilakukan dengan menggunakan teknologi masa kini, ”kata Bruce Jakosky, profesor di Laboratorium Atmosfera dan Fizik Angkasa di Universiti Colorado, Boulder.
Tetapi itu setahun yang lalu, dan teknologi terus berkembang.
Dalam kajian baru di Nature Astronomy, tiga penyelidik dari Laboratorium Jet Propulsion NASA, Harvard University, dan University of Edinburgh, mencadangkan bahawa Marikh dapat dihuni jika kita mengubah pemikiran kita dan menggunakan teknologi baru. Daripada impian besar untuk menjadikan keseluruhan planet merah dapat dihuni, apa yang para saintis sebut sebagai Pengubahsuaian Atmosfera Global (GAM,) bagaimana jika wilayah kecil dapat diubah?
Kunci di sebalik pemikiran mereka ialah silika airgel.
"Pendekatan wilayah ini untuk menjadikan Mars dapat dihuni jauh lebih dapat dicapai daripada modifikasi atmosfera global."
Robin Wordsworth, Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences
Silika airgel bukanlah yang anda fikirkan. Daripada gel yang sebenarnya, ia adalah bahan yang padat, kaku dan kering. Ia dibuat dengan mengekstrak cecair dari gel dengan proses yang disebut pengeringan superkritik, proses yang sama digunakan untuk membuat kopi tanpa kafein.
Para penyelidik di sebalik kajian baru ini menggunakan model dan eksperimen untuk menunjukkan bahawa lapisan airgel yang tipis, 2 hingga 3 cm (.8 hingga 1.2 inci) dapat membiarkan cahaya matahari menembus, tetapi akan memerangkap panas. Gel ini juga akan memungkinkan cahaya matahari yang cukup untuk fotosintesis, dan akan menghangatkan secara kekal kawasan yang diliputi, sehingga ais air dan CO2 beku mencair. Mungkin yang terbaik, tidak memerlukan sumber haba yang haus tenaga untuk melakukannya.
"Pendekatan serantau ini untuk menjadikan Mars dapat dihuni jauh lebih dapat dicapai daripada modifikasi atmosfera global," kata Robin Wordsworth, Penolong Profesor Sains dan Kejuruteraan Alam Sekitar di Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) dan Jabatan Bumi dan Sains Planet. "Tidak seperti idea sebelumnya untuk menjadikan Mars dapat dihuni, ini adalah sesuatu yang dapat dikembangkan dan diuji secara sistematik dengan bahan dan teknologi yang sudah kita miliki," katanya dalam siaran pers.
"Pulau Kecil Kebiasaan"
"Marikh adalah planet yang paling dapat dihuni di Sistem Suria kita selain Bumi," kata Laura Kerber, Saintis Penyelidik di Makmal Jet Propulsion NASA. "Tetapi dunia ini tetap bermusuhan untuk pelbagai jenis kehidupan. Sistem untuk mewujudkan pulau-pulau kecil kebiasaan akan memungkinkan kita mengubah Marikh dengan cara terkawal dan terukur. "
Airgel silika, idea pulau kebiasaan diilhami oleh sesuatu yang sudah berlaku di kutub Mars.
Tidak seperti di Bumi, CO2 di Marikh beku, terperangkap di kutub. Walaupun di Bumi, kutubnya adalah ais air, kutub Martian adalah gabungan ais air dan es CO2. Tetapi walaupun ia beku, CO2 masih membenarkan cahaya matahari menembus sambil memerangkap panas.
Gambar tiang Mars menunjukkan bagaimana ini berlaku.
Dalam gambar ais di Marikh ini, CO2 telah memerangkap kehangatan Matahari. Ini menimbulkan sedikit kehangatan pada musim panas, yang muncul sebagai bintik lebur hitam di dalam ais.
"Kami mula memikirkan kesan rumah hijau keadaan pepejal ini dan bagaimana ia boleh digunakan untuk mewujudkan persekitaran yang dapat dihuni di Marikh pada masa akan datang," kata Wordsworth. "Kami mula memikirkan jenis bahan apa yang dapat meminimumkan kekonduksian terma tetapi masih memancarkan cahaya sebanyak mungkin."
Ternyata, silika airgel sesuai dengan bil. Ia pertama kali dicipta pada tahun 1931, dan ini adalah salah satu bahan yang sangat penebat yang pernah dibuat. Ini kerana ia adalah bahan yang sangat berpori yang hampir sepenuhnya terbuat dari udara. Ini kira-kira 99.8% udara, seperti tingkap termal.
Aerogel silika 97 persen berpori, yang bermaksud cahaya bergerak melalui bahan tetapi lapisan nanolayers yang saling bersambung dari silikon dioksida memerangkap sinaran inframerah dan sangat melambatkan pengaliran haba. Aerogel ini digunakan dalam beberapa aplikasi kejuruteraan hari ini, termasuk Mars Exploration Rovers NASA. Mereka digunakan untuk memastikan elektronik sensitif sentiasa panas.
"Silika airgel adalah bahan yang menjanjikan kerana kesannya pasif," kata Kerber. "Ia tidak memerlukan sejumlah besar tenaga atau penyelenggaraan bahagian bergerak untuk memastikan kawasan itu tetap hangat dalam jangka masa yang lama."
Para penyelidik membuat eksperimen untuk meniru keadaan di Marikh. Mereka bereksperimen dengan dua jenis gel udara silika: zarah dan jubin. Mereka mendapati bahawa kedua-duanya berkesan menaikkan suhu. Kedua-duanya juga berkesan menyekat sinaran UV berbahaya.
Hasil kajian mereka menunjukkan bahawa lapisan airgel 2 cm atau lebih mengurangkan sinaran UVC menjadi kurang dari 0.5%. UVC adalah sinaran UV tenaga tinggi, dan boleh membahayakan. Di Bumi, hampir tidak ada radiasi UVC yang dapat diukur sampai ke permukaan disebabkan oleh ozon, oksigen molekul dan wap air di atmosfera atas.
"Tersebar di kawasan yang cukup luas, anda tidak memerlukan teknologi atau fizik lain, anda hanya memerlukan lapisan bahan ini di permukaan dan di bawahnya anda akan mempunyai air cair kekal," kata Wordsworth. "Terdapat banyak persoalan kejuruteraan menarik yang timbul dari ini."
Cukup mudah untuk membayangkan semacam struktur kubah yang terbuat dari gel udara silika. Cukup panas untuk dihuni, dan juga menyekat UV. Ini bisa seperti rumah hijau di Bumi, di mana air tetap cair dan tanaman dapat ditanam.
Masih banyak kerja dan penyelidikan yang perlu dilakukan. Wordsworth dan penyelidik lain berhasrat untuk menguji aerogel silika di lokasi seperti Mars di Bumi. Mereka menyasarkan lembah kering di Chile dan Antartika.
Wordsworth jelas mengenai satu perkara: kejuruteraan iklim Marikh bukan sekadar persoalan teknikal dan kejuruteraan. Ini juga persoalan etika dan falsafah.
Sekiranya terdapat beberapa mikroba yang tinggal di Marikh, mungkin di bawah permukaan di suatu tempat, bagaimana dengan mereka? Sekiranya kita melakukannya? Adakah kita mempunyai hak?
"Sekiranya anda akan menghidupkan kehidupan di permukaan Mars, adakah anda yakin bahawa sudah ada kehidupan di sana? Sekiranya ada, bagaimana kita menavigasi itu, ”tanya Wordsworth. "Pada saat kita memutuskan untuk berkomitmen untuk memiliki manusia di Marikh, pertanyaan-pertanyaan ini tidak dapat dielakkan."
Sumber:
- Kertas Penyelidikan: Mengaktifkan kebiasaan Mars dengan gel udara silika melalui kesan rumah hijau keadaan pepejal
- Siaran Akhbar: Kaedah material untuk menjadikan Mars dapat dihuni
- Siaran Akhbar: Terraforming Mars tidak mungkin dilakukan dengan menggunakan teknologi masa kini
- Wikipedia: Airgel
- Majalah Angkasa: Sekiranya Kita Terraform Mars?
