どういうわけか、火星をより居住しやすくするためにテラ形成する火星のアイデアは、先見の明のあるSFの夢です。しかし今、シリカエアロゲルと呼ばれる材料は、火星をテラフォーミングすることの全体的な考えを少しだけ不可能にするかもしれません。
カールセーガンからエロンマスクまで著名な人々が火星を暖めて大気を与えることを提案しました。その秘訣は、惑星の極冠の凍ったCO2と水にあります。セーガン氏は、もしそれらのキャップが何らかの形で蒸発することができれば、CO2温室効果が残りの部分を実行すると述べた。マスク氏は、冗談めかして冗談めかして、極に落とされた原子爆弾がそのトリックをするだろうと言った。
少なくとも理論的には、このアイデアを探求するために進行中の深刻な科学的研究があります。中心的な問題は、火星には地球に似た大気密度を生み出すのに十分なCO2と水があるのでしょうか。
2018年、コロラド大学の科学者が質問を調査しました。彼らの結論は？火星をテラフォーミングすることは、現在のテクノロジーでは不可能であり、ほとんどの人がすでに確信していることは本当だと感じていました。
「私たちの結果は、十分なCOがないことを示唆しています2 温室効果を大幅に高めるために火星に残っているのは、大気中に放出されるガスでした。さらに、ほとんどのCO2 ガスにアクセスできず、容易に動員できませんでした。その結果、現在のテクノロジーを使用して火星をテラフォーミングすることは不可能です。
しかし、それは1年前のことであり、テクノロジーは常に進化しています。
NASAのジェット推進研究所、ハーバード大学、エジンバラ大学の3人の研究者によるNature Astronomyの新しい研究では、考え方を変えて新しいテクノロジーを使用すれば、火星を居住可能にすることができると示唆しています。赤い惑星全体を居住可能にするという壮大な夢ではなく、科学者が地球大気変動（GAM）と呼んでいるものは、小さな領域を変換できるとしたらどうでしょうか。
彼らの考えの背後にある鍵は、シリカエアロゲルです。
「火星を居住可能にするこの地域的なアプローチは、地球規模の大気の変化よりもはるかに達成可能です。」
ロビンワーズワース、ハーバード大学ジョンA.ポールソン工学部および応用科学部
シリカエアロゲルは、あなたが思っているようなものではありません。実際のゲルではなく、固くて硬い乾燥した材料です。これは、超臨界乾燥と呼ばれるプロセスでゲルから液体を抽出することによって作成されます。これは、カフェイン抜きのコーヒーを作るのと同じプロセスです。
この新しい研究の背後にいる研究者たちは、モデルと実験を使用して、2〜3 cm（0.8〜1.2インチ）の薄いエアロゲル層が太陽光を透過させ、熱を閉じ込めることを示しました。ゲルはまた、光合成のための十分な日光を可能にし、それがカバーする領域を永久に暖め、水の氷と凍結したCO2を溶かします。おそらく何よりも、エネルギーを大量に消費する熱源は必要ありません。
「火星を居住可能にするこの地域的アプローチは、地球規模の大気調節よりもはるかに達成可能です」と、ハーバードジョンA.ポールソン工学応用科学部（SEAS）および地球局の環境科学および工学の助教授であるロビンワーズワースは述べました。と惑星科学。 「火星を居住可能にする以前のアイデアとは異なり、これは、すでに持っている材料と技術を使って体系的に開発およびテストできるものです」と彼はプレスリリースで述べました。
「居住性の小さな島」
NASAのジェット推進研究所の研究科学者であるローラカーバーは、次のように述べています。 「しかし、それは多くの種類の生活にとって敵対的な世界であり続けています。居住性の小さな島を作成するシステムがあれば、制御されたスケーラブルな方法で火星を変換できます。」
居住性の島であるシリカエアロゲルは、火星の極ですでに起こっていることに触発されました。
地球とは異なり、火星のCO2は極に閉じ込められて凍結されています。ここ地球では極は水氷ですが、火星極は水氷とCO2氷の組み合わせです。しかし、凍っていても、そのCO2は熱を閉じ込めながら太陽光を透過させます。
火星の極の画像は、これがどのように起こるかを示しています。
火星の氷のこの画像では、CO2が太陽の暖かさを閉じ込めています。これにより、夏には小さな暖かみのポケットが作成され、氷の中に黒い溶けた点として現れます。
「私たちは、この固体温室効果と、将来的に火星に住みやすい環境を作るためにそれがどのように呼び出されるかについて考え始めました」とワーズワースは言いました。 「どのような材料が熱伝導率を最小限に抑えながら、可能な限り多くの光を透過できるかについて考え始めました。」
結局のところ、シリカエアロゲルは法案に適合します。 1931年に最初に発明され、これまでに製造された中で最も断熱性の高い材料の1つです。それは、ほぼ完全に空気でできている非常に多孔性の材料だからです。約99.8％の空気で、サーマルウィンドウのようなものです。
シリカエアロゲルは多孔性が97％です。つまり、光は材料を通過しますが、二酸化ケイ素の相互接続するナノ層は赤外線を閉じ込め、熱の伝導を大幅に遅くします。これらのエアロゲルは、NASAの火星探査ローバーなど、今日のいくつかのエンジニアリングアプリケーションで使用されています。これらは、敏感な電子機器を暖かく保つために使用されます。
「シリカエアロゲルは、その効果が受動的であるため、有望な材料です」とケルバー氏は述べています。 「長時間にわたってエリアを暖かく保つために、大量のエネルギーや可動部品のメンテナンスは必要ありません。」
研究者たちは、火星の状態を模倣する実験をセットアップしました。彼らは、粒子とタイルの2種類のシリカエアロゲルを実験しました。彼らは、両方とも温度を上げるのに効果的であることがわかりました。どちらも危険な紫外線を遮断するのに効果的でした。
彼らの結果は、エアロゲルの2 cm以上の層がUVC放射を0.5％未満に低減したことを示しています。 UVCは高エネルギーの紫外線であり、特に有害な場合があります。地球では、上層大気のオゾン、分子状酸素、水蒸気のために、測定可能なUVC放射はほとんど表面に到達しません。
ワーズワース氏は、「十分に広い範囲に広げれば、他のテクノロジーや物理学は必要なく、表面にこのような物質の層があり、その下に永久的な液体の水が必要になる」と語った。 「これから出てくる魅力的なエンジニアリングの質問がたくさんあります。」
シリカエアロゲルでできたある種のドーム構造を想像するのは簡単です。住むのに十分なほど暖かく、UVも遮断します。それは、地球上の温室のようなもので、水は液体のままで植物を育てることができます。
明らかに、やらなければならない作業や研究がまだまだあります。ワーズワースと他の研究者は、この地球上の火星のような場所でシリカエアロゲルをテストするつもりです。彼らはチリと南極の乾燥した谷を狙っています。
ワーズワースは、一つのことで明確です：火星の気候を設計することは、技術的および技術的な問題だけではありません。それは倫理的かつ哲学的な問題でもあります。
火星に、おそらく表面下のどこかに微生物がすでに生息している場合、それらについてはどうでしょうか？やるべきか？私たちは権利を持っていますか？
「火星の表面で生命を可能にするつもりなら、そこに生命がすでにないことを確信していますか？ある場合、それをどのようにナビゲートするか」とワーズワースは尋ねた。 「火星に人間を乗せることに決めた瞬間、これらの質問は避けられません。」
出典：
- 研究論文：固体温室効果によるシリカエアロゲルによる火星の居住性の実現
- プレスリリース：火星を居住可能にする重要な方法
- プレスリリース：現代の技術では火星のテラフォーミングは不可能
- ウィキペディア：エアロゲル
- スペースマガジン：火星をテラフォームする必要がありますか？
