Laika prognoze pirmajam marsietim:
mīnus 60 grādi, globāla putekļu vētra un radiācija
Edžus Miķelsons
DELFI Campus redaktors
mīnus 60 grādi, globāla putekļu vētra un radiācija
Edžus Miķelsons
Laika prognoze pirmajam marsietim:

DELFI Campus redaktors
Noteikti ne reizi vien esi "cepies" par laikapstākļiem – lietusgāze tieši tad, kad jādodas uz darbu, spēcīgs vējš tieši tad, kad tikko esi ieradies pavadīt saulainu sestdienu pludmalē, pēkšņs blāķis sniega aprīlī, kad viss jau bija nokusis un pavasaris šķita tepat ap stūri. Ik pa laikam te, uz Zemes, patrāpās arī kāda viesuļvētra, zemestrīce, cunami vai aukstuma vilnis. Taču šis viss mums ir nosacīti ierasta lieta salīdzinājumā ar apstākļiem un laika prognozi, kas būs jāņem vērā, cilvēkiem dototies uz Marsu. Un tas notiks jau tuvākajās desmitgadēs. Ir vairākas būtiskas īpašības, kas Marsu padara līdzīgu Zemei un tādējādi par perspektīvāko variantu mūsu otrajām mājām Saules sistēmā. Taču ir arī virkne atšķirību un arī ne viens vien veids, kādos diena uz Marsa kosmiskos ceļotājus var nonāvēt.
Par projektu
Šis raksts ir daļa no astoņu rakstu sērijas par Zemes sarkano kaimiņu Marsu – tā izpēti, nākotnē plānotajām astronautu misijām, pirmajām cilvēku apmetnēm uz Marsa un sapņiem par terraformēšanu. Virtuālā ceļojumā uz Sarkano planētu tevi vedīsim "Delfi" kosmiskajā busiņā. Lec iekšā!

Marsam un Zemei esot savstarpēji visizdevīgākajā pozīcijā šādam starpplanētu reisam, ar mūsdienās pieejamajām tehnoloģijām ceļš vienā virzienā tāpat prasa vismaz pusgadu. Diezgan ilgi, vai ne? Tāpēc centīsimies turp un atpakaļ aizšaut viena raksta garumā, lai saprastu, kāda tad varētu izskatīties diena uz Marsa.
Kāpēc tieši Marss, nevis Venera vai Merkurs?
Olimpa kalns uz Marsa ir Saules sistēmā augstākais vulkāns. Foto: NASA
Ja nepietiek ar to, ka ceļojums uz Marsu būtu lieliska iespēja apskatīties Saules sistēmā iespaidīgāko vulkānu – vairāk nekā 20 kilometru augsto un sen jau dusošo vairogveida milzi Olympus Mons jeb Olimpa kalnu –, tad ir vēl virkne iemeslu, kas sarkano planētu padara par draudzīgāko no nedraudzīgajiem galamērķiem ārpus Zemes.

Marss vairākos aspektos ir Zemei līdzīgākā no četrām tā dēvētajām Zemes grupas planētām mūsu Saules sistēmā. Venera ir tuvāk Zemei un arī izmēra ziņā daudz tuvāka līdziniece, taču tur ir ellišķīgi karsts. Tik karsts, ka uz Veneras virsmas tādi metāli kā svins un alva kūst. Arī atmosfēras spiediens tāds, kāds uz Zemes būtu aptuveni 100 metru dziļumā zem ūdens. Ne pārāk viesmīlīga vieta, kur izkāpt no kosmosa kuģa. Skafandra zābakiem noteikti nekaitētu karstumizturīgas zoles. Marss ir daudz, daudz vēsāks un arī mazāks – tā diametrs ir apmēram puse no Zemes diametra, bet vienā Zemē var satilpināt iekšā vairāk nekā sešus Marsus. Toties cieta pamata, pa kuru bradāt, uz Marsa netrūks – sauszemes platības tur ir apmēram tikpat, jo Marss nu jau miljonu miljoniem gadu ir sausa planēta, kurpretī uz Zemes divas trešdaļas aizņem okeāni, jūras un citas ūdenstilpes.
Diametrs ekvatorā
Attālums starp poliem
12 756 km
6794 km
6752 km
12 714 km
Masa
5.98 x 10^24 kg
0,107 no Zemes masas
Sauszemes platība
Gravitācijas spēks
29%
100%
2,66 reižu lielāks nekā uz Marsa
0,38 no Zemes gravitācijas
Iespēja staigāt pa cietzemi pavisam noteikti palīdzēs pētnieku gaitās (un vājāka gravitācijas spēka dēļ arī varēsi tālāk aizlēkt), taču ir vēl divas būtiskas lietas, kas mums uz Marsa šķistu visai pazīstamas – dienas garums un gadalaiki.

Jā, pateicoties tam, ka Marsa rotācijas ass slīpums ir stipri līdzīgs tam, kāds tas ir uz Zemes, arī uz sarkanās planētas ir četri gadalaiki – ziema, pavasaris, vasara un rudens. Tāpat kā uz Zemes – kad ziemeļu puslodē ir ziema, dienvidos ir vasara, un otrādi. Mūsu planēta ap Sauli gan riņķo orbītā, kas ir tuvāka perfektam aplim (kaut arī ir eliptiska) un ar Sauli visai precīzi centrā, kurpretī Marsa orbīta ir ekscentriskāka un eliptiskāka, proti dažādos gada laikos attālums līdz Saulei variē pat par 40 miljoniem kilometru.
Marsa orbīta
Zemes orbīta
1 Zemes gads = 365 dienas
1 Marsa gads = 687 zemes dienas jeb 669 soli
Sideriskā diena
Sideriskā diena ir periods, kurā planēta veic pilnu rotāciju ap savu asi attiecībā pret nekustīgajām zvaigznēm.
Solārā diena
Solārā diena ir periods, kurā Saule atgriežas tajā pašā punktā debesīs, kurā atradās pirms tam. Uz Zemes solārā diena ir vidēji par 4 minūtēm ilgāka nekā sideriskā diena.
Ko tas nozīmē pirmajiem zemiešiem uz Marsa? To, ka gadalaiki tur nav līdzīga garuma, kā tas pierasts uz Zemes. Ja mēs nosēstos uz Marsa ziemeļu puslodē, tad būtu paveicies saules gaismas mīļiem – garākie no gadalaikiem te būtu pavasaris un vasara. Attiecīgi 194 un 178 Marsa solārās dienas jeb soli. Rudens un ziema – 142 un 154 soli. Jā, likumsakarīgi – tā kā Marss ir daudz tālāk no Saules, arī gads uz Marsa nozīmē pavisam citu laika nogriezni. Proti, tas ir 668 solus jeb 687 Zemes dienas garš. Tiesa, temperatūras ziņā izteiktas atšķirības gan starp ziemu un vasaru tāpat nebūs. Daudz lielāka tā būs starp dienu un nakti jebkurā no Marsa gadalaikiem.

Savukārt pati Marsa diennakts ilguma ziņā ārkārtīgi līdzīga dienai uz Zemes. Te uzreiz jāpiemin, ka arī dienas garumu var izteikt vairākos veidos – var runāt par siderisko dienu vai solāro dienu.

Salīdzinājumam izmantosim mums ierastāko jēdzienu – solāro dienu.

Ja mums viena diena ilgst vidēji 24 stundas, tad sols uz Marsa ir 24 stundas un 39 minūtes ilgs. Ierasto dienas ritmu pārāk nebūs jāizjauc – modinātājs pulksten septiņos, brokastis pusastoņos, uz darbu no deviņiem līdz pieciem, bet dienā paliks pāri vēl papildu 40 minūtes jeb vidēji viena sērija kādam "Netflix" seriālam.
23,5°
25°
Busiņš uz Zemes:
masa = 1870 kg
svars = 18 338 ņūtoni
    Busiņš uz Marsa:
    masa = 1870 kg
    svars = 6940 ņūtoni
    Tieši Jezero krātera apgabalā vietā, kas bijusi upes delta, NASA jaunais rovers "Perseverance" jeb "Neatlaidība" meklēs senas, mikroskopiskas dzīvības fosilizējušās paliekas. Pirms aptuveni četriem miljardiem gadu Jezero krāteris, visticamāk, bijis ezers ar šķidru ūdeni. Ilustrācija: NASA/JPL-Caltech
    Ja neskaita to, ka Marss ir cietzemes planēta ar līdzīgu dienas ilgumu, četriem gadalaikiem un ledus "cepurēm" polos, te arī būtiskākās līdzības ar Zemi beidzas. Tālāk kosmosa ceļotājam priekšā tikai vieni vienīgi izaicinājumi, un bez augstāko tehnoloģiju sasniegumiem un skafandra nu nekādi, jo Marsa atmosfēra ir ārkārtīgi plāna. Un tas nav tikai jautājums par skābekļa trūkumu, kurš Marsa knapajā atmosfērā ir vien 0,1%, bet arī par atmosfēras spiedienu. Pieņemsim, ka kosmosa kuģis mūs ir nogādājis iespaidīgā Jezero krātera malā. Planētu pētnieki spriež, ka kādreiz te varēja būt sens ezers, kam cauri tecējusi upe, un attiecīgi šī varētu būt laba vieta, kur zondēm lūkot pēc pierādījumiem kādreiz bijušai mikroskopiskai dzīvībai. Jā, daudz kas liecina, ka Marss ne vienmēr bija sarkanīgi tuksnešaina un nemīlīga planēta.
    Diezgan droši, pateicoties pētījumiem, var teikt, ka pirms vairākiem miljoniem gadu Marss ir bijis daudz siltāka un mitrāka planēta, nekā tā ir šobrīd – auksts un sauss.
    Ilgonis Vilks, Latvijas Universitātes Astronomijas institūta pētnieks un Latvijas Astronomijas biedrības valdes loceklis
    Tagad, izkāpjot no kosmosa kuģa krātera malā, mēs redzētu vien klajumu, cik tālu vien sniedzas skats. Ūdens vismaz šķidrā veidā te nav bijis miljoniem gadu, un iemesli ir vairāki. Viens no tiem – arī nelielais atmosfēras spiediens. Ja salīdzina ar Zemi, kur normāls atmosfēras spiediens jūras līmenī ir ap 1013 hektopaskāliem, tad uz Marsa virsmas tas būs vien aptuveni 6,5–7 hektopaskāli, tātad vien 0,6% no normāla atmosfēras spiediena uz Zemes. Pie šādiem apstākļiem tās ir sliktas ziņas tiem, kas uz Marsa cerētu atrast brīnumu – kaut nelielu lāmu ar šķidru ūdeni. Jāatceras, ka viršanas temperatūra ir atkarīga arī no spiediena. Tepat uz Zemes, uzraušoties Everesta virsotnē, atmosfēras spiediens ir tik zems, ka tīrs ūdens sāk vārīties jau pie aptuveni 68 grādiem pēc Celsija, ne vairs 100, kā tas notiek pie normāla atmosfēras spiediena jūras līmenī. Uz Marsa spiediens ir tik zems, ka viršanas temperatūra var būt arī 0 grādu pēc Celsija, faktiski ūdens no ledus sublimējas tvaikā.
    Ja es nosēstos uz Marsa ar glāzi ūdens rokā un pakļautu to teju vakuuma apstākļiem, kādi ir uz Marsa virsmas, ūdens vārītos pats no sevis.
    Mičio Kaku, pazīstams teorētiskais fiziķis un zinātnes popularizētājs raidījumā "Deadliest Space Weather"
    Starp citu, šī problēma attiecas ne tikai uz ūdeni. Ja mēs no iedomātā kosmosa kuģa izkāptu bez skafandra, kas nodrošina spiedienu, ātri pienāktu nelāgs gals. Arī tad, ja vari elpu aizturēt divas minūtes, tas izdzīvošanai neko nepalīdzētu – tieši pretēji, nāktu par sliktu. Bez ārējā spiediena gaiss plaušās strauji izplestos un tās pārplēstu, tāpēc labākas izredzes izdzīvot īslaicīgu pēkšņu dekompresiju ir, ja gaisu no plaušām strauji izpūstu. Marsa atmosfēras zemajā spiedienā attiecīgi pazeminās arī ķermeņa šķidrumu, tostarp asiņu, viršanas temperatūra. Siekalas mutē sāktu vārīties (starp citu, 1965. gadā greizi nogājuša izmēģinājuma laikā šo piedzīvoja arī NASA darbinieks). Tā kā cilvēka asinsrites sistēma ir slēgta un nodrošina zināmu iekšēju spiedienu, tad asinis asinsvados gluži tā vienā acumirklī vārīties kā ūdens katliņā uz plīts gan nesāktu, taču gāzu burbuļi gan veidotos strauji. Tas pamatīgi traucētu asinsriti un ar skābekli bagātu asiņu piegādi smadzenēm, tādējādi novedot pie samaņas zaudēšanas kādu 10-20 sekunžu laikā. Tāpat, ķermeņa šķidrumos izšķīdušajām gāzēm izplešoties, tiktu traumēti orgāni, cilvēks burtiski uzpamptu. Par laimi gan tādu ainu kā 90. gadu kulta klasikā "Total Recall" realitātē nepiedzīvot – cilvēka audi un āda ir gana elastīga, lai mēs neeksplodētu kā Arnolda Švarcenegera attēlotais varonis. Taču zināms grauds patiesības ir arī šajā interpretācijā. Katrā gadījumā iznākums būtu nelāgs un pēc aptuveni pusotras vai divām minūtēm – letāls.
    Taču ūdens uz Marsa ir, tikai ne šķidrā veidā virszemē, un tā ir laba ziņa pirmajiem kolonistiem nākotnē. Kosmosa kuģī visu vajadzīgo daudzumu ūdens līdzi droši vien nepaņemt. Tas būs jāiegūst uz vietas.

    "Par laimi ūdens uz Marsa ir pieejams visai plašā apgabalā – sākot jau no polārajiem ledājiem līdz pat ekvatoram, kur tas slēpjas dziļāk zem šī putekļu slāņa. Katrā ziņā ūdens uz Marsa ir, un tas ir baigi forši," norāda Latvijas Astronomijas biedrības valdes locekle un "StarSpace" observatorijas saimniece Anna Gintere.
    Krievu raķešu inženiera Sergeja Koroļova vārdā nosauktais un aptuveni 80 kilometru diametra krāteris satur aptuveni 2200 kubikkilometru ledus visu gadu. Krāteris darbojas kā "aukstuma slazds" – atmosfērai virzoties pāri prāvajam ledus klājumam, tā atdziest un attiecīgi grimst zemāk, tādējādi radot aukstu gāzu slāni tieši virs ledus segas. Tas palīdz ledu saglabāt, pretējā gadījumā tas Marsa plānajā atmosfērā temperatūras svārstību rezultātā visai strauji sublimētos.

    Foto: Eiropas Kosmosa aģentūras pavadonis "Mars Express"/DLR/FU Berlin
    Tā kā uz Marsa tikpat kā nav atmosfēras, nav arī tā efekta, kuru šobrīd uz Zemes cenšamies mazināt – siltumnīcas efekta. Temperatūru svārstības starp nakti un dienu ir ārkārtīgi krasas. Marss ir krietni tālāk no Saules, un attiecīgi tur vidēji ir arī krietni aukstāks. Ja uz Zemes vidējā temperatūra ir ap +15 grādiem, tad uz Marsa – ap -60. Polos ziemas naktī tā var noslīdēt līdz pat -140 grādiem pēc Celsija, taču uz Marsa ir arī plusi. Vasaras dienas vidū uz ekvatora kādu reizi var sagaidīt pat +20 grādus. Nu gluži kā Latvijā "pa Jāņiem", tikai bez lietus! Naktī, protams, atkal strauji mīnusos, jo nav blīvas atmosfēras un gana daudz siltumnīcas efekta gāzu, lai dienā no Saules saņemto siltumu noturētu.

    Taču stindzinošā temperatūra nav pati trakākā lieta laika prognozē marsiešiem no Zemes. 450 grādi plusā uz Veneras droši vien sagādātu daudz lielākas problēmas kosmosa pētniekam. Galu galā ar bargiem mīnusiem mums ir krietni lielāka pieredze – katrs uz sava degungala izbaudījis -30 vai pat -35 grādus, bet polārpētnieki ne vienu vien reizi saskārušies ar -50 un -60 grādiem, kurpretī simtiem grādus plusā dabā uz Zemes atradīsim vien ugunsgrēkos un aktīvā vulkānā.
    Savā ziņā par šādiem aukstuma eksperimentiem varam uzskatīt misijas Antarktīdā. Protams, tur viņi neizcieš tik zemas temperatūras, kādas var iestāties uz Marsa, bet tās apmetnes, kuras tiktu celtas tuvāk Marsa ekvatoram – tur tomēr arī nav tik briesmīga tā temperatūra.
    Anna Gintere, Latvijas Astronomijas biedrības valdes locekle un "StarSpace" observatorijas saimniece
    Marsa sals katrā gadījumā nav nekas tāds, ko nespētu atrisināt skafandrs.
    Vēl viena problēma, par kuru uz Zemes pārsvarā varam "neiespringt", bet kas ir vērā ņemams faktors uz Marsa, ir radiācija. Tam vairs nav sava magnētiskā lauka, kas aizsargā no kosmiskā starojuma un Saules vēja – lādētu daļiņu plūsmas. Zaudējot magnetosfēru, tas laika gaitā zaudēja arī atmosfēru, tāpēc uz Marsa pastiprināta aizsardzība pret radiāciju noderēs. Tiesa, standarta radiācijas doza parastā Marsa dienā, kaut būtiski augstāka nekā uz Zemes, pati par sevi nav tik briesmīgi liela, lai ceļotājus uzreiz nonāvētu. "Tā ir tāda, kas tiek pieļauta atomelektrostaciju darbiniekiem, ja viņiem ir jāveic avārijas remonti. Tā nekādā ziņā nav nāvējoša. No tās arī uz Marsa var patverties, veidojot apmetnes zem zemes pietiekamā dziļumā. Grunts slānis ļaus no tā pasargāties," skaidro Ilgonis Vilks.

    Lielākas problēmas varētu sagādāt pēkšņs un spēcīgs Saules uzliesmojums, kas izsviestu kosmosā augstas enerģijas daļiņas. Uz Zemes magnētiskais lauks un atmosfēra mūs pasargā, bet ne uz Marsa vai arī ceļā uz Marsu. Turklāt Saules uzliesmojumus vismaz šobrīd nemaz nav tik viegli prognozēt. "Ja ceļā uznāk spēcīga vētra uz Saules, kosmosa kuģim jābūt ļoti labi pasargātam pret starojumu. Ja astronauti lidojuma laikā saņems ļoti spēcīgu radiācijas devu, var gadīties, ka tajā pusē vairs nebūs, kam īsti izkāpt ārā no kosmiskā aparāta," bilst Anna Gintere.

    Jauku dienu uz Marsa pamatīgi varētu sagandēt arī vējš kopā ar supersmalkajiem putekļiem uz planētas virsmas. Pats vējš, kaut tā ātrums var sasniegt pat visai cienījamus 25 metrus sekundē, gluži nebūs ar tādu spēku kā līdzīga ātruma vējš te, uz Zemes. Tā kā Marsa atmosfēra ir tik retināta un spiediens zems, vēja spēks un intensitāte būs daudz mazāka arī pie 20 un vairāk metru sekundē ātruma. Ar to nepietiks, lai aizpūstu ekipējumu un astronautus, bet būs gana, lai paceltu smalkos putekļus un iekrāsotu visu ainavu brūngani rozīgā miglā.
    Turklāt reizēm runa nav par nelieliem, lokāliem putekļu virpuļiem, bet planētas mēroga vētrām, kur putekļi ieskauj visu Marsu un no pavadoņiem uzņemtajos attēlos nu saskatāma tikai miglaina, oranži sarkanīga bumba bez redzama reljefa un izteiktām virsmas iezīmēm.

    Tas arī nav nekāds retums – lokālas vētras planētas mēroga fenomenā uz Marsa pāraug periodiski apmēram reizi trīs Marsa gados jeb reizi piecarpus Zemes gados.
    Marss "parastā" stāvoklī un planētas mēroga putekļu vētras laikā.
    Tās ir sliktas ziņas gan astronautiem, gan ekipējumam. Marsa regolīts ir ļoti smalks un arī ar nelielām elektrostatiskām īpašībām. Šie putekļi pielīp virsmām, tiek iekšā mehānismos, ir abrazīvi un bojā gan zondes, gan skafandrus, gan citu ekipējumu.
    "Ja esat redzējuši attēlus ar "Curiosity" roveru pēc brauciena – tas ir ļoti netīrs. Putekļi noklāj pilnīgi visu, un tie ir abrazīvi," šo nepatīkamo Marsa laikapstākļu blakni ieskicē NASA Godāra lidojumu centra Merilendā planētu pētnieks Maikls Smits.
    Ja šāda globāla putekļu vētra ieilgst, roveri ilgstoši paliek bez Saules gaismas un attiecīgi enerģijas. Cīņā ar Marsa putekļu vētrām zaudēja gan "Spirit", gan "Opportunity". Arī uz Zemes tuksnešos ir smilšu vētras, taču uz Marsa atmosfēras spiediens ir ļoti zems, mitrums neliels, bet pats regolīts smalks, tāpēc putekļi gaisā var būt ļoti ilgu laiku.

    Tāpat šie putekļi var būt arī kaitīgi – NASA zondes izpētījušas, ka Marsa regolīta sastāvā ir visai liela perhlorātu un citu kaitīgu savienojumu koncentrācija. Ieelpot nebūtu vēlams. Taču neviens no visiem minētajiem apstākļiem nav nekas tāds, ko mēs nevarētu atrisināt jau ar pašlaik un tuvā nākotnē pieejamajām tehnoloģijām, lēš eksperti. Marsa klimats un laika prognoze, kaut ir izaicinājumu pilna, nav nepārvarams šķērslis sarkanās planētas izzināšanai.

    Kā vecajā teicienā – nav sliktu laikapstākļu, tikai nepiemērots apģērbs.
    Izmantotie avoti →
    Izmantotie avoti: