Hvor bør kolonistene bosette seg på Mars?

Å velge riktig tomt er mye viktigere på Mars enn på Jorda. Det kan bokstavelig talt stå om livet.

Hvor er det lurest å bosette seg på Mars?

Kolonister på Mars må tenke annerledes enn astronauter på ekspedisjon når de skal velge landingssted. De må planlegge mange år inn i fremtiden, og tenke på hvordan man skal dyrke planter, produsere energi og lage vann, oksygen og brennstoff. Når vi tar hensyn til disse faktorene, er det noen få områder på Mars som peker seg ut som spesielt lovende. Et av dem heter Terra Meridianum og ligger nær ekvator.

 

Bakgrunn

Det er stor forskjell på velge et landingssted for en ekspedisjon og en permanent bosetning. En ekspedisjon vil nødvendigvis planlegges ut fra hvor mye vitenskap man kan få gjort på noen uker eller måneder, og astronautene vil ha med flesteparten av forsyningene som trengs. Kolonister må tenke i et helt annet perspektiv:  Overlevelse har førsteprioritet, ikke vitenskap. Selv om alle steder er på Mars er virker direkte livsfiendtlige sammenlignet med Jorda, er det likevel store regionale forskjeller.

Lenge før de første kolonistene drar avgårde vil de måtte gå gjennom alle kjente data om Mars, og finne områdene som gjør det enklest å overleve på sikt. Man vil neppe finne det perfekt stedet, isteden vil kolonistene veie ulike behov opp mot hverandre og velge en kombinasjon som gir best grunnlaget for en bærekraftig sivilisasjon.

 

Selv om Mars er mye mindre enn Jorda er landarealet det samme:  ca 145 millioner kvadratkilometer. Dette topografiske kartet viser noen områder som kan være interessante for bosetninger.

 

Trygghet

Elton John sa det i «Rocket Man»: «Mars ain’t the kind of place to raise your kids. In fact it’s cold as hell.» En koloni som tillater at folk får unger må bygges på et så risikofritt sted som mulig. Siden det fremdeles forekommer ras på Mars, vil det være like smart å unngå å bygge i et rasfarlig område der som det er på Jorda. Ideen om å bygge bosetninger inne i lavatunneler er god, men kan ikke realiserers før vi er trygge på at de ikke kollapser. Jordskjelv og vulkanisme er neppe et problem, men for sikkerhets skyld bør vi holde oss unna områder som kan ha vært geologisk aktive i løpet av de siste hundre millioner årene.

Den største trusselen mot liv og helse på Mars er strålingen, i form av energirike partikler fra Sola og resten av verdensrommet. På Jorda beskytter magnetfeltet og atmosfæren oss mot det meste av den kosmiske strålingen, på Mars er magnetfeltet borte og atmosfæren hundre ganger tynnere enn her. Resultatet er at bakgrunnsstrålingen på overflaten er hundre ganger sterkere enn på Jorda, dvs det dobbelte av anbefalt dose for ansatte i kjernekraftverk. Man kan beskytte seg mot dette i bosetningen ved å legge et metertykt lag med regolitt (mars-jord) oppå taket, men astronauter som går ut vil være ubeskyttet.

Bildet ovenfor viser strålingsdosen ulike steder på Mars. Selv om atmosfæren er tynn, fanger den opp eller bremser mange kosmiske strålingspartikler. Så jo lavere man er, desto mer atmosfære har man over seg og jo bedre beskyttet er man. Ved å bosette seg i et av områdene markert i mørkeblått kan man halvere stråledosen en astronaut vil motta utendørs. Det er såpass mye at det kan avgjøre valget av bosted. Høysletten Tharsis med de fire store vulkanene (nede til høyre på figuren over) er åpenbart uaktuell som bosted, mens lavsletten som dominerer den nordlige halvkulen ser forlokkende ut.

 

Matproduksjon

Enten man velger å dyrke planter hydroponisk eller i lokal regolitt, vil mengden sollys spille en mindre rolle. På sitt beste er lysstyrken 42% av den jordiske, pga Mars store avstand fra Sola. I tillegg er kan nivået variere mye takket være støvstormer, som på det verste kan redusere lyset til noen prosent av normalen. Matforsyningen er dermed nødt til å basere seg på kunstig belysning. Det i sin tur betyr at breddegrad og mulig mørketid og midnattssol (som også finnes på Mars) ikke har mye å si for hvor mye mat man vil bli i stand til å produsere.

Universitetet i Wageningen i Nederland, som er i front i verden når det gjelder å forske på dyrking av planter på Mars, publiserte i 2018 et kart som viser hvor velegnet ulike områder på Mars er for plantedyrking. I Wageningen fokuserer man på dyrking i regolitt, altså er kvaliteten på det lokale jordsmonnet viktig. Kartet over oppsummerer en rekke faktorer som er viktige for plantevekst i jord, fra innhold av mineraler og grunnstoffer som klor, kalium og eventuelle tungmetaller til strålingsnivå.

Kartet viser at Tharsis-platået med de store vulkanene (Tharsis Montes) kommer dårligst ut (rødt område til venstre), mens fem områder peker seg ut som spesielt gunstige (mørkeblått). Det er lavslettene Acidalia, Arcadia og Utopia Planitia på midlere nordlige breddegrad, og Terra Meridiani og Valles Marineris nær ekvator. Sistnevnte er solsystemets største dalstrøk og har stor vitenskapelig interesse, så hvis forskning alene var avgjørende ville den antagelig havne på topp.

 

 

Energiproduksjon

I startfasen vil en koloni på Mars være avhengig av kjernekraft for å få dekket energibehovet sitt. Men på sikt vil solenergi også bli viktig her, ikke minst fordi solllys er en lokalt tilgjengelig energikilde mens det radioaktive materialet som trengs til et kjernekraftverk antagelig må importeres fra Jorda. I likhet med Jorda har Mars en rotasjonsakse som står på skrå, og det gir årstider og variasjoner i dagens lengde som minner om dem vi har her. Forskjellen er at årstidene varer nesten dobbelt så lenge fordi Mars-året er 687 dager langt.

Dette betyr at en koloni ikke bør ligge for langt nord eller sør hvis energiproduksjonen skal bli effektiv. Det svakere sollyset og støv i atmosfæren gjør at skrått sollys, som man får ved høye breddegrader det meste av året, blir en enda større utfordring på Mars enn her. Dette gjør at de nordlige delene av Acidalia, Arcadia og Utopia Planitia rykker ned på lista, mens de ekvatornære områdene styrker seg. En faktor som kan endre dette bildet er støvstormer. ESA- og NASA-forskning viser at de kraftigste stormene på Mars gjerne oppstår om sommeren på den sørlige halvkule.

 

Vann og andre ressurser

Nesten alle de viktigste ressursene på Mars, som mineraler og den CO2-rike atmosfæren, er tilgjengelige overalt. Et viktig unntak er vann. Vi vet at det finnes rikelig med frosset vann på Mars, nok til å dekke hele planeten med et 35 meter tjukt lag. Men vannet er ujevnt fordelt. En del av det er synlig på overflaten nær nord- og sydpolen, men det er flere tusen kilometer fra de fem områdene som ser mest gunstige ut. Det er også funnet underjordiske isbreer så langt sør som 50. breddegrad, og det er tenkelig at de finnes enda nærmere ekvator.


I så fall styrker det de tre nordlige regionene i forhold til ekvator. På den annen side bruker NASA nå mye ressurser på å utvinne vann fra regolitten på Mars, slik at man ikke er avhengige av å finne en bre eller annen konsentrert vannkilde. Sannsynligvis finnes det minst et par prosent vann i all regolitt på Mars, men det er også områder hvor vannmengden mer langt større. Det er åpenbart fordelaktig om en koloni kan bygges på vannrik regolitt. Sammenlignes kartet over med kartene lengre oppe i artikkelen, ser Terra Meridiani mest lovende ut. Denne regionen er den eneste av dem vi har identifisert lenger oppe som ligger i et område der vanninnholdet i regolitten er flere ganger høyere enn normalen.

 

Rakettoppskytninger

De mest realistiske planene for kolonisering av Mars idag er presentert av selskapet SpaceX, som i 2017 lanserte konseptet om den store, gjenbrukbare marsraketten BFR. Tanken er at BFR skal gå i skytteltrafikk mellom de to planetene med kolonister og forsyninger. Oppskytninger fra Mars tilbake til Jorda skal skje med brennstoff som er produsert lokalt. Å utvinne brennstoff fra regolitt er en tidkrevende prosess, og alt som kan gjøres for å korte den ned er interessant for kolonistene.

Når man skyter opp et romskip fra en planet, kan man få «drahjelp» av planetens rotasjon. Jorda snurrer rundt sin egen akse på 24 timer, det betyr at et punkt på ekvator suser fra vest mot øst med en fart på 1670 km/t. Denne farten får et romskip «med på kjøpet» når det skytes opp fra ekvator. Jo lengre unna ekvator man kommer, desto mindre blir fartsbonusen (for deg som liker matte: farten avtar med cosinus til breddegraden). Dette er grunnen til at ESA skyter opp satellitter fra Kourou i Fransk Guyana (4 grader nord for ekvator) og USA og Russland har plassert sine viktigste rombaser så langt sør som et er praktisk mulig.

Lagdelt klippeformasjon i Terra Meridiani.

Samme prinsipp gjelder på Mars, selvsagt. Ved ekvator får romskip en fartsbonus på 865 km/t. Det utgjør 5% av unnslipningshastigheten på 18 100 km/t, altså minstefarten som trengs for å fly fra Mars’ overflate til Jorda. Ved 45. breddegrad er det redusert med en tredel, ved 60 grader er tallet halvert. Terra Meridianum vil dermed gi et BFR-romskip en bonus på 250 km/t sammenlignet med Acidalia Planitia (tallet er egentlig høyere grunnet andre banehensyn, men det ser vi bort fra nå). Om denne marginen er store nok til å bli utslagsgivende er uvisst nå, men det er uansett nok en faktor som taler i Valles Marineris’ og Terra Meridianums favør.

 

Landingsforhold og estetikk

Hensikten med denne artikkelen er ikke å forutsi hvor en koloni kan ligge, men å vise hvordan planleggerne vil tenke i fremtiden. Før de gjør sitt endelige valg, vil de undersøke de mest lovende målområdene nøye ut fra kriterier som minner om dem over. Høyoppløselige bilder tatt av sonder blir utgangspunktet for enda grundigere undersøkelser når de store romskipene fra Jorda ankommer Mars. Selve landingssonen vil bli fotografert fra bane med en oppløsning på noen desimeter, slik at man vet om det finnes steinblokker i området som potensielt kan velte et romskip som lander.

Solnedgang over Gale-krateret nær ekvator, tatt av marsbilen Curiosity i april 2015. Omtrent slik vil det se ut for en astronaut på Mars, den blålige fargen skyldes støv i atmosfæren som sprer lyset på en litt annen måte enn på Jorda. 

Den første kolonien blir sannsynligvis reist i et flatt landskap. Det vil gjøre det mye lettere å bygge boliger, plassere ut utstyr og sende roboter ut for å grave opp regolitt for utvinning av vann. Men siden kolonistene er mennesker som er i ferd med å finne seg et sted de kanskje skal bo resten av livet, vil det estetiske også spille en rolle. Hvis det er mulig vil de bygge sitt nye samfunn på et vakkert sted. Så flatt at det er praktisk, men samtidig ikke for ensformig. Kanskje med et fjell å hvile blikket på, og et utsiktspunkt man kan se solen gå ned fra?

 

Eksterne pekere

Wageningen University: The ideal settlement site on Mars hotspots if you asked a crop
Wageningens forsøk på å finansiere forskning på meitemark på Mars med crowfunding
Høyoppløselig topografisk NASA-kart over Mars

Legg igjen en kommentar

Din e-postadresse vil ikke bli publisert. Obligatoriske felt er merket med *