הַאֲרָצָת מאדים – האם מדע בדיוני ניתן להגשמה?

יורם אורעד                                                         12.3.2021                                                         

סיפור של יורם אורעד, "הסֶדֶק שבאוויר", פורסם באתר זה (בפנטסיה 2100) ב-20.2.2021.    

---

תוך עשרים או שלושים השנה הקרובות נתחיל כנראה ליישב את מאדים. האם ניתן לעשות יותר מזה – לחיות בו ללא צורך באמצעים טכנולוגיים כגון חליפות חלל או מגורים אטומים שבהם אטמוספירה מלאכותית? ומה אומרת על כך ספרות המדע הבדיוני?

מה אפשר לומר? מזה דורות כוכב הלכת האדמדם והקטן הזה (קטן במונחים אסטרונומיים) מושך מאד את תשומת לבנו. הוא מככב ביצירות מדע בדיוני רבות. נזכיר כאן רק שתי דוגמאות:  "להציל את מארק וואטני" של אנדרו וויר משנת  2011 (שבשנת 2015 גם הפך לסרט), ו"אנשי המאדים" (קובץ סיפורים קצרים) משנת 1999 של קים סטנלי רובינסון.

חלליות רבות כבר נשלחו אל מאדים וחקרו אותו (רק בפברואר השנה הגיעו אליו שלוש חלליות חדשות). בשנים האחרונות מניעה המשיכה אליו לא רק את התשוקה לחקור אותו אלא אף את הרצון להתיישב בו, דבר שמוצא ביטוי בין היתר בכוונתו של אֵלון מאסק לשלוח אליו חלליות מאוישות כדי להקים על פניו עיר. הרצון להתיישב דווקא על המאדים מוּנָע מסיבות שונות. אחת מהן היא הימצאותו באזור הישיב של מערכת השמש (אזור ישיב – אזור בחלל עם תנאים מתאימים לקיום חיים). הוא גם כוכב לכת קרוב אלינו. בנוסף, כמעט כל האטמוספירה של מאדים היא פחמן דו חמצני, שאחד ממרכיביו הוא חמצן, גז הנחוץ לנשימה. ועוד – מים התגלו בקטבי מאדים בצורת קרח, וגם נמצאו בו מעין ערוצי נחל שאולי מעידים על הימצאות מים נוזלים בעבר.

אחת הבעיות בהתיישבות במאדים היא שאי אפשר לחיות עליו חשופים, ללא הגנה מלאכותית. זאת משום שהאטמוספירה שלו דלילה מאד, הטמפרטורה נמוכה מאד (60 מעלות מתחת לאפס), ולחץ האוויר נמוך מאד. כדי להתמודד עם הבעיה צריך להפוך את האקלים והאטמוספירה של מאדים לדומים לאלה שבכדור הארץ, וכך לאפשר חיים של בני אדם ללא תיווך של אמצעים מלאכותיים. תהליך המוביל ליצירת מצב כזה במאדים (או בגרם שמיים אחר) נקרא בשם הַאֲרָצָה – Terraforming.

המדע הבדיוני והַאֲרָצָת מאדים

המדע הבדיוני עוסק רבות בהַאֲרָצָה של גרמי שמיים בכלל ובהַאֲרָצָתמאדים בפרט. יצירת המדע הבדיוני הראשונה שעסקה בהארצת מאדים היא "החולות של מאדים" (The Sands of Mars) משנת 1951. זהו רומן של ענק ספרות המד"ב ארתור סי. קלארק. ברומן מוצגות שיטות דמיוניות להארצת מאדים, בהן יצירת חום על ידי הפיכת ירחו פובוס לשמש שנייה ובעקבות כך התחממות מאדים לטמפרטורה שתאפשר קיום של בני אדם. יצירת מדע בדיוני אחרת העוסקת בנושא היא סיפורו של ענק מד"ב אחר – אייזק אסימוב. הסיפור, ששמו "כדרך בני מאדים" (The Martian Way) משנת 1952, מתאר ניצול קרח מטבעותיו של כוכב הלכת שבתאי כדי לספק מים למאדים.

גם פרדריק פול תיאר ברומן "לחפור בענן אורט" (Mining the Oort) הארצה של מאדים על ידי הטיית שביטים מענן אורט אל עבר מאדים (ענן אוּרט הוא אזור העוטף את מערכת השמש שלנו כקליפה כדורית, שממנו מגיעים אלינו שביטים). 

אז איך באמת אפשר להאריץ את מאדים?

הארצת מאדים דורשת לעבות את האטמוספרה הדלילה שלו ולחממה. מאדים קר מאד, אבל בשני קטביו מצויים מים בצורת קרח. חימום פני הקרקע יעלה את הטמפרטורה, יתיך את הקרח שבבקטבים וישחרר גם פחמן דו חמצני המצוי בקרקע. פחמן דו חמצני הוא גז חממה ולכן שחרורו יגרום להתחממות האטמוספירה. גם אדי המים שישתחררו עקב החימום יתרמו להתחממותה. באופן כזה תגיע הטמפרטורה של אטמוספירת מאדים לערך המתאים לבני אדם. המים שיחוממו בקטבים יוכלו לשמש לשתייה ולצרכים אחרים. החמצן, שיושג מפירוק המים למימן וחמצן, ישמש לנשימה ולחומרי דלק שיניעו למשל כלי תחבורה מקומיים וחלליות העתידות לשאת מתיישבים לכדור הארץ.

הנה כמה שיטות אפשריות לחימום אטמוספירת מאדים כדי להאריץ אותו:

שימוש במראות שיחוגו במסלול סביב מאדים לחימום פני הקרקע: מראות מיוחדות יישלחו להקפת מאדים. הן יכוונו כך שיחזירו את אור השמש אל עבר הקטבים. הקרח שבהן יתאדה וישתחררו אדי מים ופחמן דו חמצני שהם, כמוזכר למעלה, גזי חממה ולכן יגרמו להתחממות האטמוספירה.

יבוא מתאן: מתאן הוא גז חממה הנפוץ באטמוספירה של טיטאן, אחד מירחי כוכב הלכת שבתאי. אחת האפשרויות היא העברת מתאן מטיטאן אל מאדים. הגז יתרום לחימום האטמוספירה שלו.

הכּהיית פני השטח של מאדים: ככל שפני השטח של מאדים יהיו כהים יותר, כך ייבלע חלק גדול יותר מהאור הפוגע בפני השטח. בליעת אור מוגברת משמעותה חימום מוגבר. אפשר לעשות זאת על ידי פיזור אבק שחור מירחי מאדים פובוס ודיימוס, שהם בין הגופים היותר שחורים במערכת השמש. התחממות פני השטח תגרום להתחממות האטמוספירה של מאדים.

פיצוץ גרעיני: אלון מאסק, הממציא והיזם הנודע, מציע לפוצץ פצצות מימן מעל קטבי מאדים, שבהם מצויים מים. החום מן הפיצוץ ישחרר כמות גדולה של אדי מים ושל פחמן דו חמצני המצוי בקרקע. מאחר שאלה הם גזי חממה, הם יתרמו לחימום האטמוספירה של מאדים. כדי לעשות זאת יהיה צורך בעשרת אלפים טילים נושאי ראש נפץ גרעיני.

בכל אחת מן השיטות, ייווצר היזון חוזר: גזי החממה שישתחררו לאטמוספירה יגבירו את התחממותה. בעקבות כך ישתחררו עוד פחמן דו חמצני ואדי מים, ואלה שוב יתרמו להתחממות האטמוספירה וכך הלאה והלאה.

זה לא פשוט כמו שזה נראה

ממבט ראשון נראים אולי פתרונות ההארצה שלמעלה פשוטים וישירים, אבל כדי שתהליך החימום יתקיים ובעקבותיו ההארצה, יש צורך בכמות מספיקה של גזי חממה. על פי ההערכות העכשוויות, אין כנראה מספיק גזי חממה במאדים כדי להאריץ אותו. ייתכן שטכנולוגיות עתידיות יאפשרו לעשות זאת. ייתכן גם שהערכת כמות גזי החממה במאדים היא שגויה ויימצאו גזי חממה נוספים בכוכב הלכת. ואולי תימצא דרך מעשית לייבא אליו גזי חממה ממקומות אחרים. 

אפשר להניח (וגם לקוות) שתוך עשרים או שלושים שנה יקומו יישובים על מאדים (וזאת אכן כוונתם של גופים שונים), אבל המתיישבים יזדקקו כנראה למערכות מלאכותיות תומכות חיים. אלה יכללו חליפות חלל, כיפות שקופות ואטומות על פני מאדים עם אטמוספירה מלאכותית בתוכן, שתאפשר לתפקד ללא חליפות חלל, או אולי מגורים מתחת לקרקע שגם בהם תהיה אטמוספירה מלאכותית.

ובעצם אולי אפשר להסתפק בזה.

---

יורם אורעד הוא בעל הבלוג "קסם הטכנולוגיה".