Inspirerad av science fiction och ett konstigt fenomen på Mars yta, Forskare har upptäckt ett sätt att leva på jorden på den röda planeten.

Ett team av forskare vid Harvard University, University of Edinburgh, och NASA:s Jet Propulsion Laboratory har funnit att ett material som kallas aerogel kan fånga tillräckligt med värme från solljus för att skapa regioner med flytande vatten och jordliknande temperaturer på Mars. Denna teknik, de säger, skulle kunna anpassas för att bygga mänskliga livsmiljöer inom en inte så avlägsen framtid.

I en ny studie, forskarna visar att ett tunt lager av en genomskinlig aerogel – bara några centimeter tjock – ovanpå Mars yta kan värma marken med upp till 50 grader Celsius, eller 90 grader Fahrenheit, eller mer. Detta skulle vara tillräckligt för att tina vatten som tidigare frusit under jorden, tillhandahåller den avgörande ingrediensen för att stödja livet.

Precis som koldioxid och andra växthusgaser, aerogelen låter synligt ljus passera genom och värma upp marken, men gör det svårare för infrarött ljus – som människor inte kan se, men uppleva som värme — att fly. Tack vare sin unika struktur, aerogel ger en mycket effektivare växthuseffekt än koldioxid.

"Gelé [är] en struktur [gjord] av ett fast ämne fyllt med [små fickor av] vätska. Om du suger ut all vätska och ersätter den med luft, du får en aerogel, sa Laura Kerber, en forskare vid Jet Propulsion Laboratory.

Dessa luftfickor är nyckeln till att värma upp Mars. "Luft är riktigt dålig på att leda värme, men det brukar flytta runt och föra värme från plats till plats. Men eftersom [i aerogelen] är det fångat i alla dessa små fickor, då kan [luften] inte blandas runt, och det gör den till en bra isolator, " sa hon. En liknande typ av aerogel används för att isolera den Curiosity-rover som för närvarande utforskar Mars, såväl som djuphavsrör, brandsläckningsutrustning, och till och med hus här på jorden.

Forskare kan först använda aerogelen i liten skala och sedan arbeta upp till mer ambitiösa projekt. "Det enklaste ... är att göra [en aerogel] filt och låta alger och mikrobiellt liv [från jorden] växa. Livsmiljöer för människor - det skulle fortfarande absolut fungera, men du måste kombinera [aerogelen] med andra material, sa Robin Wordsworth, en docent i miljövetenskap och teknik vid Harvard.

"I sin nuvarande form, [aerogelen] är ganska skör, " sa Kerber. Mars atmosfär är mycket tunn och giftig för det mesta livet på jorden, så alla beboeliga strukturer måste vara lufttäta. Hon förklarade att i framtiden, plattor gjorda av aerogel inklämt mellan starkt plexiglas skulle kunna användas för att göra en trycksatt kupol för människor.

Eftersom dessa jordlivsmiljöer skulle vara fristående, de skulle också bevara allt liv på mars som kan existera. "Ingen vill åka till Mars och döda det enda andra livet vi hittar genom att konkurrera ut det med livet på jorden. Det här är en bra lösning, bit för bit, liten innesluten ö av beboelighet, vi kan bo där och [inte] förstöra det, sa Kerber.

"Detta, Vi tror, för första gången, är ett lokalt och skalbart sätt att närma sig att uppnå beboelighet på mars. Det finns många utmaningar. Men vi tycker att det är väldigt spännande att detta nu är en möjlighet i vår livstid, " sa Wordsworth.

Detta fynd, spännande som det är, är bara den senaste i en historia som började långt innan människor ens gick på månen.

"Science fiction jag började mitt liv med [blir] verklighet, sa Edward Guinan, professor i astrofysik och planetvetenskap vid Villanova University, som inte var inblandad i studien. I mer än ett sekel, science fiction-författare har skrivit om mänskliga bosättningar på den röda planeten, avbildad med andningsluft, flytande vatten, och avancerat utomjordiskt liv.

Mänsklighetens förståelse av Mars tog ett steg framåt 1965, när Mariner 4-sonden tog de första närbilderna och fann att Mars var helt ogästvänlig för människor – öde, torr, och med en farligt tunn atmosfär.

Men författare och vetenskapsmän – många inspirerade av sina favoritromaner – gav inte upp. Istället, de fokuserade på terraforming:att använda teknik för att radikalt omvandla Mars till en plats där människor kunde överleva.

1971, Carl Sagan föreslog att förånga allt fruset vatten och koldioxid från Mars iskappor. Den resulterande gasen skulle sedan värma planeten med samma växthuseffekt bakom jordens egen globala uppvärmningskris. Men 2018, NASA upptäckte att det inte fanns tillräckligt med fruset vatten och koldioxid på Mars för att denna plan skulle fungera utan otroligt avancerad teknik.

Harvards Wordsworth kände sig tvingad att tänka praktiskt på terraforming. "[Vi frågade] vad som faktiskt kunde fungera och vad som inte kunde under vår livstid, i motsats till långt fram i tiden, " han sa.

Den direkta inspirationen för aerogelprojektet, dock, kom från Mars själv.

Samma uppvärmningsprocess "händer redan på Mars just nu, men med [fryst koldioxid]. Det är ganska genomskinligt, och samlas på sanddyner. Solen skiner igenom, och gas börjar bildas. Och till slut exploderar det, och du får dessa gejsrar av [koldioxid] som lämnar svarta fläckar. händer varje vår, sa Kerber.

Efter att ha studerat Mars yta, Kerber har redan upptäckt den perfekta platsen för att bygga en mänsklig bosättning.

"Jag vet var allt vatten under ytan finns på planeten. Det finns den här platsen som heter Deuteronilus Mensae. Om du vill göra det här, det är här jag skulle placera dina kupoler; det är där det finns vatten nära ytan, " Hon sa.

Vad de som bor i aerogeluppvärmda livsmiljöer på Mars kan äta, Guinan och hans astrobotelever arbetar med det. "Vi har ett växthus i Villanova. Vi odlar växter i Marssimulerad jord, [och] under de ljusförhållanden vi får på Mars, " han sa.

Guinan planerar redan för sina elever att experimentera med att odla sin "Mars Garden" i ett aerogelbaserat växthus. "Jag har redan köpt [aerogel]. Vi ska faktiskt prova det, " han sa.

Efter att ha arbetat inom astrofysik i över 50 år, Guinan är hoppfull att denna nya teknik kommer att se människor leva och odla mat på Mars under hans livstid.

Kerber tror att lösa de återstående utmaningarna – den största är själva resan till Mars – bara är en fråga om finansiering. "Om någon sa, "Här är en massa pengar, och gå och gör det, "Vi skulle göra det. Folk tror att det är så långt utom räckhåll, eller något från en sci-fi-film – det är det inte. Låt oss försöka, " Hon sa.

©2019 The Philadelphia Inquirer
Distribueras av Tribune Content Agency, LLC.