실리카 에어로젤의 담요로 화성의 일부를 거주 할 수 있음

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화성을 더 습관적으로 만들기위한 테라 형성 화의 아이디어는 환상적이고 공상 과학의 꿈이다. 그러나 이제 실리카 에어로겔 (silica airgel)이라는 물질은 테라-형성 화성에 대한 전체 아이디어를 약간 덜 가능하게 만들 수 있습니다.

칼 사간 (Carl Sagan)에서 엘론 머스크 (Elon Musk)에 이르기까지 주목할만한 사람들은 화성을 데우고 분위기를 조성했으며, 그 속임수는 얼어 붙은 이산화탄소와 지구의 북극 뚜껑에있는 물에 있습니다. 사간은 만약 그 뚜껑들이 어떻게 든 기화 될 수 있다면 CO2 온실 효과가 나머지를 할 것이라고 말했다. 머스크는 극도로 반 농담으로 기둥에 떨어진 원자 폭탄이 트릭을 수행 할 것이라고 말했다.

적어도 이론적으로는 아이디어를 탐구하기 위해 진지한 과학 연구가 진행되고 있습니다. 가장 중요한 질문은 화성에 지구와 유사한 대기 밀도를 생성하기에 충분한 이산화탄소와 물이 있습니까?

2018 년 콜로라도 대학의 과학자 들이이 질문을 연구했습니다. 그들의 결론은? 테라포밍 화성은 우리의 현재 기술로는 불가능합니다. 대부분의 사람들은 이미 확신했다고 생각했습니다.

“우리의 결과는 CO가 충분하지 않다는 것을 나타냅니다.₂ 온실에 상당한 온난화를 제공하기 위해 화성에 남아있는 것은 대기 중으로 투입 될 가스였다. 또한 대부분의 CO₂ 가스는 접근 할 수 없으며 쉽게 동원 될 수 없습니다. 결과적으로 오늘날의 기술로는 화성 테라포밍이 불가능하다”고 덧붙였다.

그러나 1 년 전이었고 기술은 끊임없이 발전하고 있습니다.

NASA의 Jet Propulsion Laboratory, Harvard University 및 University of Edinburgh의 트리오 연구원 인 Nature Astronomy에 대한 새로운 연구에서 우리가 생각을 바꾸고 새로운 기술을 사용하면 화성이 습관화 될 수 있다고 제안합니다. 붉은 행성 전체를 거주 가능하게 만드는 웅대 한 꿈이 아니라 과학자들이 지구 대기 변형 (GAM)이라고 부르는 것은 작은 지역이 변형 될 수 있다면 어떨까요?

그들의 사고 방식의 핵심은 실리카 에어로겔입니다.

"화성을 거주 가능하게 만드는이 지역적 접근은 지구 대기 수정보다 훨씬 더 달성 가능합니다."
Robin Wordsworth, Harvard John A. Paulson 공학 및 응용 과학 학교

실리카 에어로젤은 당신이 생각하는 것과 다릅니다. 실제 젤이 아니라 단단하고 단단하며 건조한 물질입니다. 카페인이 제거 된 커피를 만드는 데 사용되는 것과 동일한 과정으로 초 임계 건조라는 과정을 통해 젤에서 액체를 추출함으로써 만들어집니다.

이 새로운 연구의 연구원들은 모델과 실험을 사용하여 얇은 2 ~ 3cm (.8 ~ 1.2 인치) 에어로겔 층이 햇빛이 침투 할 수는 있지만 열을 가둘 수 있음을 보여주었습니다. 겔은 또한 광합성을 위해 충분한 햇빛을 허용하고, 커버 된 영역을 영구적으로 따뜻하게하여 물 얼음과 냉동 된 CO2가 녹을 수있게합니다. 어쩌면 무엇보다도 에너지가 부족한 열원이 필요하지 않을 수도 있습니다.

하버드 존 A. 폴슨 공학 및 응용 과학 학교 (SEAS) 및 지구학과의 환경 과학 및 조교수 인 로빈 워드 워스 (Robin Wordsworth)는“화성을 거주 가능하게 만드는이 지역적 접근은 지구 대기 수정보다 훨씬 더 달성 가능하다”고 말했다. 그리고 행성 과학. "이전의 화성을 거주 가능하게 만드는 아이디어와 달리, 이것은 우리가 이미 보유한 재료와 기술로 체계적으로 개발하고 테스트 할 수있는 것"이라고 보도 자료에서 밝혔다.

“작은 거주의 섬”

NASA의 제트 추진 연구소 (Jet Propulsion Laboratory)의 연구원 인 로라 커버 (Laura Kerber)는“화성은 지구 외에 태양계에서 가장 거주 할 수있는 행성이다. “그러나 그것은 많은 종류의 삶에서 적대적인 세계로 남아 있습니다. 작은 거주지 제도를 만드는 시스템을 통해 화성을 통제 가능하고 확장 가능한 방식으로 전환 할 수 있습니다.”

거주 성 아이디어의 실리카 에어로겔은 이미 화성의 극에서 발생하는 무언가에서 영감을 받았습니다.

지구와는 달리 화성의 CO2는 동결되어 극에 갇혀 있습니다. 지구상의 극은 수빙이지만 화성의 극은 수빙과 이산화탄소 얼음의 조합입니다. 하지만 이산화탄소가 얼어 붙더라도 열을 가두는 동안 햇빛이 계속 들어옵니다.

화성의 극 이미지는 이것이 어떻게 일어나는지를 보여줍니다.

화성의 얼음 이미지에서 CO2는 태양의 따뜻함을 가두 었습니다. 이것은 여름에 따뜻함이 거의 생기지 않아 얼음에 검은 녹은 곳으로 나타납니다.

Wordsworth는“우리는이 고체 상태의 온실 효과와 화성에 거주 환경을 조성하기 위해 어떻게 사용될 수 있는지에 대해 생각하기 시작했습니다. "우리는 열 전도성을 최소화 할 수는 있지만 가능한 한 많은 양의 빛을 투과시킬 수있는 재료에 대해 생각하기 시작했습니다."

결과적으로, 실리카 에어로겔이 법안에 맞습니다. 그것은 1931 년에 처음 발명되었으며 지금까지 만들어진 가장 높은 단열재 중 하나입니다. 그것은 거의 완전히 공기로 만들어진 매우 다공성 인 물질이기 때문입니다. 약 99.8 %의 공기로 열창과 같은 종류입니다.

실리카 에어로겔은 97 % 다공성이며, 이는 물질을 통해 빛이 이동하지만 이산화 규소의 상호 연결 나노 층이 적외선을 포착하고 열 전도를 크게 느리게하는 것을 의미합니다. 이 에어로젤은 오늘날 NASA의 화성 탐사 로버를 포함한 여러 엔지니어링 응용 분야에서 사용됩니다. 민감한 전자 장치를 따뜻하게 유지하는 데 사용됩니다.

Kerber는“실리카 에어로겔은 그 효과가 수동적이므로 유망한 물질이다. "장기간 동안 지역을 따뜻하게 유지하기 위해 많은 양의 에너지 나 움직이는 부품의 유지 보수가 필요하지 않습니다."

연구자들은 화성의 조건을 모방하기위한 실험을 설정했다. 그들은 입자와 타일이라는 두 가지 유형의 실리카 에어로겔을 실험했습니다. 그들은 둘 다 온도를 높이는 데 효과적이라는 것을 발견했습니다. 둘 다 위험한 자외선을 차단하는 데 효과적이었습니다.

그들의 결과는 2cm 이상의 에어로겔 층이 UVC 방사선을 0.5 % 미만으로 감소 시켰음을 보여준다. UVC는 고 에너지 UV 방사선이며 특히 유해 할 수 있습니다. 지구상에서는 대기권의 오존, 분자 산소 및 수증기로 인해 측정 가능한 UVC 방사선이 거의 표면에 도달하지 않습니다.

Wordsworth는“충분히 넓은 지역에 퍼져 나가면 다른 기술이나 물리학이 필요하지 않을 것입니다. 표면에이 층이 필요하고 그 아래에 영구적 인 액체 수가있을 것입니다. "이로부터 나오는 수많은 흥미로운 공학 질문이 있습니다."

실리카 에어로겔로 만든 일종의 돔 구조를 상상하기가 쉽습니다. 거주하기에 충분히 따뜻하고 UV를 차단합니다. 그것은 물이 액체로 남아 식물이 자랄 수있는 지구의 온실과 같은 것일 수 있습니다.

분명히해야 할 일과 연구가 훨씬 더 많습니다. Wordsworth와 다른 연구자들은 지구의 화성 같은 위치에서 실리카 에어로겔을 테스트하려고합니다. 칠레와 남극 대륙의 마른 계곡을 목표로하고 있습니다.

Wordsworth는 한 가지 분명합니다. 화성의 기후를 엔지니어링하는 것은 기술 및 엔지니어링 문제가 아닙니다. 윤리적이고 철학적 인 질문이기도합니다.

이미 화성에 살고있는 어딘가의 표면에 미생물이 있다면 어떨까요? 우리가해야합니까? 우리에게는 권리가 있습니까?

“만약 화성 표면에 생명을 불어 넣을 계획이라면 아직 생명이없는 것입니까? 있다면, 어떻게 탐색해야합니까?”라고 Wordsworth가 물었습니다. "우리가 화성에 인간을 갖기로 결심 한 순간, 이러한 질문은 불가피합니다."