Mensen hebben er lang van gedroomd om het klimaat op Mars opnieuw vorm te geven om het leefbaar te maken voor mensen. Carl Sagan was de eerste buiten het rijk van science fiction die terraforming voorstelde. In een krant uit 1971 Sagan suggereerde dat het verdampen van de noordelijke poolkappen "~ 10 s g cm-2 atmosfeer boven de planeet zou opleveren, hogere mondiale temperaturen door het broeikaseffect, en een sterk verhoogde kans op vloeibaar water."

Het werk van Sagan inspireerde andere onderzoekers en futuristen om het idee van terraforming serieus te nemen. De hamvraag was:zijn er genoeg broeikasgassen en water op Mars om de atmosferische druk te verhogen tot aardse niveaus?

in 2018, een paar door NASA gefinancierde onderzoekers van de Universiteit van Colorado, Boulder en Northern Arizona University ontdekten dat het verwerken van alle bronnen die op Mars beschikbaar zijn, de atmosferische druk slechts zou verhogen tot ongeveer 7 procent van die van de aarde - ver achter bij wat nodig is om de planeet bewoonbaar te maken.

Terravormende Mars, het leek, was een onvervulbare droom.

Nutsvoorzieningen, onderzoekers van de Harvard-universiteit, NASA's Jet Propulsion Lab, en de Universiteit van Edinburgh, een nieuw idee hebben. In plaats van te proberen de hele planeet te veranderen, wat als je een meer regionale aanpak kiest?

De onderzoekers suggereren dat delen van het oppervlak van Mars bewoonbaar kunnen worden gemaakt met een materiaal - silica-aerogel - dat het atmosferische broeikaseffect van de aarde nabootst. Door modellering en experimenten, laten de onderzoekers zien dat een twee tot drie centimeter dik schild van silica-aerogel voldoende zichtbaar licht kan doorlaten voor fotosynthese, blokkeren gevaarlijke ultraviolette straling, en de temperatuur eronder permanent boven het smeltpunt van water te verhogen, allemaal zonder dat er een interne warmtebron nodig is.

De krant is gepubliceerd in Natuurastronomie .

"Deze regionale benadering om Mars bewoonbaar te maken is veel beter haalbaar dan wereldwijde atmosferische modificatie, " zei Robin Wordsworth, Universitair docent Environmental Science and Engineering aan de Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) en het Department of Earth and Planetary Science. "In tegenstelling tot de eerdere ideeën om Mars bewoonbaar te maken, dit is iets dat systematisch kan worden ontwikkeld en getest met materialen en technologie die we al hebben."

"Mars is de meest bewoonbare planeet in ons zonnestelsel naast de aarde, " zei Laura Kerber, Onderzoekswetenschapper bij NASA's Jet Propulsion Laboratory. "Maar het blijft een vijandige wereld voor vele soorten leven. Een systeem voor het creëren van kleine bewoonbare eilanden zou ons in staat stellen Mars op een gecontroleerde en schaalbare manier te transformeren."

De onderzoekers lieten zich inspireren door een fenomeen dat al op Mars voorkomt.

In tegenstelling tot de poolkappen van de aarde, die zijn gemaakt van bevroren water, polaire ijskappen op Mars zijn een combinatie van waterijs en bevroren CO2. Net als zijn gasvorm, bevroren CO2 laat zonlicht door terwijl het warmte vasthoudt. In de zomer, dit broeikaseffect in vaste toestand zorgt voor opwarming onder het ijs.

"We begonnen na te denken over dit solid-state broeikaseffect en hoe het in de toekomst zou kunnen worden gebruikt om bewoonbare omgevingen op Mars te creëren, " zei Wordsworth. "We begonnen na te denken over wat voor soort materialen de thermische geleidbaarheid konden minimaliseren, maar toch zoveel mogelijk licht doorlaten."

De onderzoekers landden op silica-aerogel, een van de meest isolerende materialen ooit gemaakt.

Silica aerogels zijn voor 97 procent poreus, wat betekent dat licht door het materiaal beweegt, maar de onderling verbonden nanolagen van siliciumdioxide-infraroodstraling en de geleiding van warmte aanzienlijk vertragen. Deze aerogels worden tegenwoordig in verschillende technische toepassingen gebruikt, inclusief NASA's Mars Exploration Rovers.

"Silica-aerogel is een veelbelovend materiaal omdat het een passief effect heeft, "zei Kerber. "Er zijn geen grote hoeveelheden energie of onderhoud aan bewegende delen nodig om een ​​ruimte gedurende lange tijd warm te houden."

Met behulp van modellering en experimenten die het oppervlak van Mars nabootsten, de onderzoekers toonden aan dat een dunne laag van dit materiaal de gemiddelde temperatuur van de middelste breedtegraden op Mars verhoogde tot aardse temperaturen.

"Verspreid over een voldoende groot gebied, je zou geen andere technologie of fysica nodig hebben, je zou gewoon een laag van dit spul op het oppervlak nodig hebben en daaronder zou je permanent vloeibaar water hebben, ' zei Wordsworth.

Dit materiaal zou kunnen worden gebruikt om woonkoepels of zelfs op zichzelf staande biosferen op Mars op Mars te bouwen.

"Hieruit komt een hele reeks fascinerende technische vragen naar voren, ' zei Wordsworth.

Volgende, het team wil het materiaal testen in Marsachtige klimaten op aarde, zoals de droge valleien van Antarctica of Chili.

Wordsworth wijst erop dat elke discussie over het bewoonbaar maken van Mars voor mensen en het leven op aarde ook belangrijke filosofische en ethische vragen oproept over planetaire bescherming.

"Als je leven op het oppervlak van Mars mogelijk wilt maken, weet je zeker dat er nog geen leven is? Als er, hoe navigeren we dat, " vroeg Wordsworth. "Op het moment dat we besluiten om mensen op Mars te hebben, deze vragen zijn onvermijdelijk."