La idea de de alguna manera terraformar Marte para hacerlo más habitable es un sueño visionario y de ciencia ficción. Pero ahora, un material llamado aerogel de sílice podría hacer que la idea de formar Marte en terra sea un poco menos imposible.
Personas notables, desde Carl Sagan hasta Elon Musk, han propuesto calentar Marte y darle una atmósfera, y el truco radica en el CO2 congelado y el agua en los casquetes polares del planeta. Sagan dijo que si esas tapas pudieran vaporizarse de alguna manera, entonces el efecto invernadero de CO2 haría el resto. Musk dijo, tranquila y medio en broma, que las bombas atómicas lanzadas sobre los polos serían suficientes.
Se está realizando un trabajo científico serio para explorar la idea, al menos en teoría. La pregunta central es: ¿Marte tiene suficiente CO2 y agua para crear una densidad atmosférica similar a la Tierra?
En 2018, los científicos de la Universidad de Colorado estudiaron la pregunta. Su conclusión? Terraformar Marte no es posible con nuestra tecnología actual, algo que la mayoría de la gente ya sentía que era cierto.
"Nuestros resultados sugieren que no hay suficiente CO2 quedando en Marte para proporcionar un importante calentamiento del invernadero si el gas fuera puesto en la atmósfera; Además, la mayor parte del CO2 el gas no es accesible y no se pudo movilizar fácilmente. Como resultado, la terraformación de Marte no es posible utilizando la tecnología actual ", dijo Bruce Jakosky, profesor del Laboratorio de Física de la Atmósfera y el Espacio de la Universidad de Colorado, Boulder.
Pero eso fue hace un año, y la tecnología está en constante evolución.
En un nuevo estudio en Nature Astronomy, un trío de investigadores del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, la Universidad de Harvard y la Universidad de Edimburgo, sugieren que Marte podría hacerse habitable si cambiamos nuestra forma de pensar y usamos nuevas tecnologías. En lugar de grandes sueños de hacer habitable la totalidad del planeta rojo, lo que los científicos llaman Modificación Atmosférica Global (GAM, por sus siglas en inglés) ¿qué pasaría si las pequeñas regiones pudieran transformarse?
La clave detrás de su línea de pensamiento es el aerogel de sílice.
"Este enfoque regional para hacer que Marte sea habitable es mucho más factible que la modificación atmosférica global".
Robin Wordsworth, Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences
El aerogel de sílice no es lo que podrías pensar que es. En lugar de un gel real, es un material sólido, rígido y seco. Se crea extrayendo el líquido de un gel con un proceso llamado secado supercrítico, el mismo proceso utilizado para preparar café descafeinado.
Los investigadores detrás de este nuevo estudio utilizaron modelos y experimentos para mostrar que una capa delgada de aerogel de 2 a 3 cm (.8 a 1.2 pulgadas) podría permitir que la luz solar penetre, pero atraparía el calor. El gel también permitiría suficiente luz solar para la fotosíntesis y calentaría permanentemente el área cubierta, permitiendo que el agua helada y el CO2 congelado se derrita. Tal vez lo mejor de todo es que no necesitaría una fuente de calor ávida de energía para hacerlo.
"Este enfoque regional para hacer que Marte sea habitable es mucho más factible que la modificación atmosférica global", dijo Robin Wordsworth, Profesor Asistente de Ciencia e Ingeniería Ambiental de la Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas (SEAS) John A. Paulson de Harvard y el Departamento de Tierra y ciencia planetaria. "A diferencia de las ideas anteriores para hacer que Marte sea habitable, esto es algo que se puede desarrollar y probar sistemáticamente con materiales y tecnología que ya tenemos", dijo en un comunicado de prensa.
"Pequeñas islas de habitabilidad"
"Marte es el planeta más habitable de nuestro Sistema Solar además de la Tierra", dijo Laura Kerber, científica investigadora del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA. “Pero sigue siendo un mundo hostil para muchos tipos de vida. Un sistema para crear pequeñas islas de habitabilidad nos permitiría transformar Marte de una manera controlada y escalable ".
La idea del aerogel de sílice, isla de habitabilidad, se inspiró en algo que ya ocurre en los polos de Marte.
A diferencia de la Tierra, el CO2 en Marte está congelado, atrapado en los polos. Mientras que aquí en la Tierra los polos son hielo de agua, los polos marcianos son una combinación de hielo de agua y hielo de CO2. Pero a pesar de que está congelado, ese CO2 aún permite que la luz solar penetre mientras atrapa el calor.
Las imágenes de los polos de Marte muestran cómo sucede esto.
En esta imagen de hielo en Marte, el CO2 ha atrapado el calor del Sol. Esto crea pequeños focos de calor en el verano, que aparecen como manchas negras derretidas en el hielo.
"Comenzamos a pensar en este efecto invernadero de estado sólido y en cómo podría invocarse para crear ambientes habitables en Marte en el futuro", dijo Wordsworth. "Comenzamos a pensar qué tipo de materiales podrían minimizar la conductividad térmica, pero aún así transmitir la mayor cantidad de luz posible".
Como resultado, el aerogel de sílice se ajusta perfectamente. Fue inventado por primera vez en 1931, y es uno de los materiales más altamente aislantes jamás fabricados. Eso se debe a que es un material muy poroso que está hecho casi por completo de aire. Tiene aproximadamente un 99.8% de aire, algo así como una ventana térmica.
Los aerogeles de sílice son 97 por ciento porosos, lo que significa que la luz se mueve a través del material, pero las nanocapas interconectadas de dióxido de silicio atrapan la radiación infrarroja y reducen en gran medida la conducción del calor. Estos aerogeles se usan hoy en varias aplicaciones de ingeniería, incluidos los Mars Exploration Rovers de la NASA. Se utilizan para mantener calientes los componentes electrónicos sensibles.
"El aerogel de sílice es un material prometedor porque su efecto es pasivo", dijo Kerber. "No requeriría grandes cantidades de energía o mantenimiento de partes móviles para mantener un área caliente durante largos períodos de tiempo".
Los investigadores organizaron experimentos para imitar las condiciones en Marte. Experimentaron con dos tipos de aerogel de sílice: partículas y baldosas. Descubrieron que ambos eran efectivos para elevar la temperatura. Ambos también fueron efectivos para bloquear la peligrosa radiación UV.
Sus resultados muestran que una capa de aerogel de 2 cm o más redujo la radiación UVC a menos del 0,5%. La UVC es una radiación UV de mayor energía y puede ser particularmente dañina. En la Tierra, casi ninguna radiación UVC medible llega a la superficie debido al ozono, el oxígeno molecular y el vapor de agua en la atmósfera superior.
"Extendiéndose en un área lo suficientemente grande, no necesitaría ninguna otra tecnología o física, solo necesitaría una capa de estas cosas en la superficie y debajo tendría agua líquida permanente", dijo Wordsworth. "Hay toda una serie de preguntas fascinantes de ingeniería que surgen de esto".
Es bastante fácil imaginar algún tipo de estructura de domo hecha de aerogel de sílice. Sería lo suficientemente cálido como para ser habitable, y también bloquearía los rayos UV. Podría ser algo así como un invernadero en la Tierra, donde el agua permanecía en forma líquida y las plantas podían crecer.
Obviamente, hay mucho más trabajo e investigación por hacer. Wordsworth y los otros investigadores tienen la intención de probar aerogeles de sílice en lugares similares a Marte aquí en la Tierra. Apuntan al valle seco en Chile y la Antártida.
Wordsworth es claro en una cosa: diseñar el clima de Marte no es solo una cuestión técnica y de ingeniería. También es una pregunta ética y filosófica.
Si ya hay algunos microbios viviendo en Marte, quizás debajo de la superficie, ¿qué hay de ellos? ¿Deberíamos hacerlo? ¿Tenemos el derecho?
"Si vas a habilitar la vida en la superficie marciana, ¿estás seguro de que ya no hay vida allí? Si es así, ¿cómo navegamos por eso? ”, Preguntó Wordsworth. "En el momento en que decidimos comprometernos a tener humanos en Marte, estas preguntas son inevitables".
Fuentes:
- Documento de investigación: Habilitar la habitabilidad marciana con aerogel de sílice a través del efecto invernadero de estado sólido
- Comunicado de prensa: una forma material de hacer habitable Marte
- Comunicado de prensa: la terraformación de Marte no es posible con la tecnología actual
- Wikipedia: aerogel
- Revista espacial: ¿debemos terraformar Marte?
