El aerogel de sílice podría calentar la superficie marciana de manera similar a la forma en que los gases de efecto invernadero mantienen a la Tierra caliente.
Agrandar imagen. Los casquetes polares en Marte son una combinación de agua helada y CO2 congelado. Al igual que su forma gaseosa, el CO2 congelado permite que la luz solar penetre mientras atrapa el calor. En el verano, este efecto invernadero de estado sólido crea focos de calentamiento debajo del hielo, vistos aquí como puntos negros en el hielo. Más información.
Crédito de la imagen: NASA/JPL/University of Arizona.
Las personas han soñado durante mucho tiempo con la remodelación del clima marciano para que sea habitable para los humanos. Carl Sagan fue el primero fuera del ámbito de la ciencia ficción, en proponer terraformación. En un artículo de 1971, Sagan sugirió que la vaporización de las capas de hielo del polo norte “produciría ~ 10 sg cm-2 de atmósfera en el planeta, mayores temperaturas globales a través del efecto invernadero y una probabilidad mucho mayor de agua líquida”.
El trabajo de Sagan inspiró a otros investigadores y futuristas a tomar en serio la idea de la terraformación. La pregunta clave fue: ¿hay suficientes gases de efecto invernadero y agua en Marte para aumentar su presión atmosférica a niveles similares a los de la Tierra?
En 2018, un par de investigadores de la Universidad de Colorado, Boulder y la Universidad del Norte de Arizona financiados por la NASA encontraron que el procesamiento de todas las fuentes disponibles en Marte solo aumentaría la presión atmosférica a aproximadamente el 7 por ciento de la de la Tierra, muy por debajo de lo que se necesita para hacer el planeta habitable.
Terraformar Marte, al parecer, era un sueño imposible de cumplir.
Ahora, los investigadores de la Universidad de Harvard, el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA y la Universidad de Edimburgo, tienen una nueva idea. En lugar de intentar cambiar todo el planeta, ¿qué pasaría si adoptara un enfoque más regional?
Los investigadores sugieren que las regiones de la superficie marciana podrían hacerse habitables con un material, el aerogel de sílice, que imita el efecto invernadero atmosférico de la Tierra. A través del modelado y los experimentos, los investigadores muestran que un escudo de aerogel de sílice de dos a tres centímetros de espesor podría transmitir suficiente luz visible para la fotosíntesis, bloquear la radiación ultravioleta peligrosa y elevar las temperaturas por debajo del punto de fusión del agua de forma permanente, todo sin la necesidadde una fuente de calor interna.
El artículo está publicado en Nature Astronomy .
Crédito: NASA / JPL.
“Este enfoque regional para hacer que Marte sea habitable es mucho más factible que la modificación atmosférica global”, dijo Robin Wordsworth , Profesor Asistente de Ciencias e Ingeniería Ambientales de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas John A. Paulson de Harvard y del Departamento de la Tierra. y la 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 los materiales y la tecnología que ya tenemos”.
“Marte es el planeta más habitable de nuestro Sistema Solar, además de la Tierra”, dijo Laura Kerber, Científica de Investigación en el 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 “.
Los investigadores se inspiraron en un fenómeno que ya ocurre en Marte.
A diferencia de las capas de hielo polar de la Tierra, que están hechas de agua congelada, las capas de hielo polar en Marte son una combinación de agua helada y CO2 congelado. Al igual que su forma gaseosa, el CO2 congelado permite que la luz solar penetre mientras atrapa el calor. En el verano, este efecto invernadero de estado sólido crea focos de calentamiento debajo del hielo.
Capa de hielo del polo norte de Marte. La posición del polo norte está marcada.
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Crédito de la imagen: ESA / DLR / FU Berlin / CC BY-SA 3.0 IGO.
“Comenzamos a pensar en este efecto invernadero de estado sólido y 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”.
Los investigadores aterrizaron en aerogel de sílice, uno de los materiales más aislantes jamás creados.
Los aerogeles de sílice son un 97 por ciento porosos, lo que significa que la luz se mueve a través del material, pero las nano capas interconectadas de de dióxido de silicio reducen considerablemente la conducción del calor. Estos aerogeles se utilizan en varias aplicaciones de ingeniería hoy en día, incluidos los Rovers de Exploración de Marte de la NASA.
“El aerogel de sílice es un material prometedor porque su efecto es pasivo”, dijo Kerber. “No requeriría grandes cantidades de energía o el mantenimiento de partes móviles para mantener un área caliente durante largos períodos de tiempo”.
Usando modelos y experimentos que imitaban la superficie marciana, los investigadores demostraron que una capa delgada de este material aumentaba las temperaturas promedio de las latitudes medias en Marte a temperaturas similares a la Tierra.
“Distribuido en un área lo suficientemente grande, no necesitarías ninguna otra tecnología o física, solo necesitarías una capa de estas cosas en la superficie y debajo tendrías agua líquida permanente”, dijo Wordsworth.
Este material se podría usar para construir cúpulas habitacionales o incluso biosferas autocontenidas en Marte .
“Hay una gran cantidad de fascinantes preguntas de ingeniería que surgen de esto”, dijo Wordsworth.
A continuación, el equipo tiene como objetivo probar el material en climas similares a los de Marte en la Tierra, como los valles secos de la Antártida o Chile.
Wordsworth señala que cualquier discusión sobre cómo hacer que Marte sea habitable para los seres humanos y la vida en la Tierra también plantea importantes cuestiones filosóficas y éticas sobre la protección planetaria.
“Si vas a habilitar la vida en la superficie marciana, ¿estás seguro de que ya no hay vida allí? Si la hay, ¿cómo podemos navegar eso? “, Preguntó Wordsworth. “En el momento en que decidimos comprometernos a tener humanos en Marte, estas preguntas son inevitables”.
Fuente: Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences.
Artículo original: “A material way to make Mars habitable“. Leah Burrows. July 15, 2019.
Material relacionado:
Otra publicación de la noticia:
A layer of ‘aerogel’ could make Mars habitable and even enable life to develop there. Andrew Coates, The Conversation. July 15, 2019.
El siguiente artículo, que trata sobre el delicado tema de “la ética de la terraformación de Marte”, contiene es su introducción una reseña del origen del término “terraformación”, nombrando además las contribuciones de Carl Sagan y proporciona una bibliografía seleccionada al respecto:
The ethics of terraforming Mars: a review. iGEM Valencia Team 2010.
La argumentación de que no es posible la terraformación de Marte se expone en los siguiente artículos:
Mars Terraforming Not Possible Using Present-Day Technology. Bill Steigerwald / Nancy Jones.NASA Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Maryland.
Sorry, Nerds: Terraforming might not work on Mars. Adam Rogers. Wired, Julio 30, 2018.
It’s official: we can’t terraform Mars. Katie Pavid. Natural History Museum, London. 30 July 2018.
Sobre el material aerogel:
Silica Aerogels. Science Direct.
El aerogel había sido usado anteriormente en la misión “Stardust”, lanzada en 1999, para recolectar polvo interplanetario y polvo de un cometa:
Stardust/NExT . Dave Dooling. Britanica.
Sobre la radiación en la superficie de Marte:
How Bad is the Radiation on Mars? Matt Williams. Universe Today. Nov. 19, 2016.
