The Science of Dune:Θα μπορούσαμε να μορφοποιήσουμε τον Άρη;
Το Dune είναι το άτυπο όνομα για τον πλανήτη Arrakis, έναν τραχύ κόσμο της ερήμου που βρίσκεται στο αστρικό σύστημα Canopus και όπου εκτυλίσσεται μεγάλο μέρος της ιστορίας. Οι δύο κύριοι κάτοικοί του είναι μια σκληρή ομάδα ανθρώπων που ονομάζονται Fremen και ο ιθαγενής Shai-Hulud – ένα είδος γιγάντιου αμμοσκώληκα που ζει για χιλιάδες χρόνια και μπορεί να φτάσει σε μήκος πάνω από δύο χιλιόμετρα.
Η κύρια διατροφή του Shai-Hulud είναι η άμμος, συμπληρωμένη με μικροσκοπικούς οργανισμούς γνωστούς ως πλαγκτόν άμμου. Καθώς χωνεύουν αυτό το μάλλον ήπιο φαγητό, ο μεταβολισμός τους απελευθερώνει οξυγόνο - κάτι που ίσως δεν είναι τόσο τραβηγμένο δεδομένου ότι η άμμος είναι απλώς διοξείδιο του πυριτίου (ένα άτομο πυριτίου συνδεδεμένο με δύο άτομα οξυγόνου). Και αυτό δίνει στον Arrakis μια ατμόσφαιρα που αναπνέει στον άνθρωπο.
Στη Γη, οφείλουμε την αναπνεύσιμη ατμόσφαιρά μας στη φωτοσύνθεση από φυτά και βακτήρια. Αυτά προσλαμβάνουν διοξείδιο του άνθρακα και νερό, τα συνδυάζουν με το φως του ήλιου για να δημιουργήσουν τροφή για τον εαυτό τους με τη μορφή σακχάρων και δίνουν οξυγόνο στην πορεία.
Οι άνθρωποι – και η ζωική ζωή γενικά – δεν θα μπορούσαν να είχαν εξελιχθεί στη Γη αν δεν υπήρχε το Μεγάλο Γεγονός Οξυγόνωσης πριν από 2 έως 2,4 δισεκατομμύρια χρόνια, όταν τα κυανοβακτήρια που συνθέτουν φωτοσύνθεση που ζούσαν στους πρώιμους ωκεανούς του πλανήτη εκτόξευσαν οξυγόνο στην ατμόσφαιρα.
Διαβάστε περισσότερα για την επιστήμη του Dune:
- Θα μπορούσαμε να φτιάξουμε έναν υπεράνθρωπο, σαν τον ήρωα του Dune;
- Από πού προήλθαν οι ιδέες πίσω από το παράξενο σύμπαν του Dune
«Αυτό κορυφώθηκε σε μια ατμόσφαιρα που θα μπορούσε να υποστηρίξει τα μεταζώα [πολυκύτταρους οργανισμούς] πριν από περίπου 540 εκατομμύρια χρόνια και μετά εμάς λίγο αργότερα», λέει ο καθηγητής Gary King, του State University της Λουιζιάνα.
Ο King ερευνά τη δυνατότητα χρήσης βακτηρίων φωτοσύνθεσης – επίσης γνωστών ως φωτοτροφών – για την εισαγωγή οξυγόνου στην ατμόσφαιρα του Άρη. Αυτή η διαδικασία κατασκευής ενός εξωγήινου κόσμου για να τον κάνει περισσότερο σαν τον δικό μας, και δυνητικά κατοικήσιμο από τον άνθρωπο, είναι μερικές φορές γνωστή ως «terraforming».
Το 2012, το ρόβερ Curiosity της NASA βρήκε άμεσες ενδείξεις για την παρουσία νερού στον Άρη - ένα βασικό συστατικό για τη φωτοσύνθεση. Ωστόσο, το μεγαλύτερο μέρος του νερού είναι παγωμένο στερεό. Ένας τρόπος με τον οποίο θα μπορούσε να λειτουργήσει το σχέδιο εδάφους του King είναι η κατασκευή αυτοματοποιημένων εργοστασίων στον Άρη που παράγουν αέρια θερμοκηπίου για να θερμάνουν τον πλανήτη και να λιώσουν τον πάγο σε μια χρησιμοποιήσιμη υγρή μορφή.
«Εννοητό, η θερμοκρασία του Άρη θα μπορούσε να αυξηθεί αρκετά για να υποστηρίξει φωτότροφους. Αλλά αυτό εξακολουθεί να αφήνει προκλήσεις», λέει ο King.

Ένα πιθανό ζήτημα είναι το ρεύμα ακτινοβολίας υψηλής ενέργειας που πέφτει από τον Ήλιο. Στη Γη, έχουμε ένα μαγνητικό πεδίο για να απομακρύνει αυτά τα σωματίδια. Αλλά ο Άρης δεν έχει τέτοια προστασία και πιστεύεται ότι έτσι εξαφανίστηκε η αρχική ατμόσφαιρα του πλανήτη - μια διαδικασία που ονομάζεται "σπαλάκωση" - πριν από περίπου 3,5 δισεκατομμύρια χρόνια.
Πώς θα σταματήσετε να συμβαίνει ξανά το ίδιο;
Ο King πιστεύει ότι από τη στιγμή που τα μικρόβια έχουν δημιουργήσει μια ενεργή βιόσφαιρα στον Άρη, τότε η παραγωγή οξυγόνου μπορεί να είναι σε θέση να συμβαδίσει με τις απώλειες κατάρρευσης - με τον ίδιο τρόπο που τα φυτά στη Γη συμβαδίζουν με την κατανάλωση οξυγόνου από τα ζώα και άλλα αερόβια ζωή.
Θα μπορούσαμε να επιβιώσουμε χωρίς νερό;
Οι έρημοι δεν είναι οι πιο φιλόξενες τοποθεσίες, αλλά ο Dune Ο Αράκης είναι ιδιαίτερα σκληρός. Δεν πέφτει ποτέ βροχή σε αυτόν τον έρημο πλανήτη και ο ανθρώπινος πληθυσμός του, οι Φρέμεν, πρέπει να καταφύγει σε κάποιες πολυμήχανες τακτικές για να επιβιώσει.
Μία από τις καινοτομίες τους είναι η στολή, μια ολόσωμη στολή που έχει σχεδιαστεί για να ανακυκλώνει όλη την υγρασία που εκκρίνεται από έναν άνθρωπο. Ο ιδρώτας περνά μέσα από τα πορώδη εσωτερικά στρώματα του κοστουμιού, για να φιλτράρεται και να συλλέγεται σε τσέπες από όπου μπορεί να πιει μέσα από ένα σωλήνα. Τα ούρα και τα κόπρανα πηγαίνουν στα μαξιλάρια των μηρών, από όπου γίνεται ανάκτηση νερού. Το κοστούμι τροφοδοτείται από το περπάτημα του χρήστη. Όπως λέει ο ηγέτης των Fremen, Liet Kynes, «Με ένα κοστούμι Fremen σε καλή κατάσταση, δεν θα χάσετε περισσότερο από μια δακτυλήθρα υγρασίας την ημέρα…»
Τίποτα σαν στολή δεν υπάρχει στον κόσμο σήμερα, γιατί δεν υπάρχει μεγάλη ανάγκη για αυτό. Στο διάστημα, ωστόσο, η ιστορία είναι αρκετά διαφορετική.

Στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό (ISS) δεν υπάρχει φυσική πηγή νερού. Οποιοδήποτε νέο νερό φέρεται στον σταθμό πρέπει να εκτοξεύεται με πύραυλο από τη Γη, με κόστος πολλών χιλιάδων δολαρίων ανά λίτρο. Και για αυτόν τον λόγο, ο σταθμός χρησιμοποιεί ένα σύστημα καθαρισμού νερού κλειστού βρόχου, παρόμοιο με τις στολές Fremen, αν και σε ελαφρώς λιγότερο προσωπική κλίμακα.
Το σύστημα ISS είναι σε θέση να ανακυκλώσει έως και το 93 τοις εκατό του νερού που χρησιμοποιείται από τους αστροναύτες του σκάφους. Αυτό περιλαμβάνει την υγρασία από τον αέρα, που εκκρίνεται από την εφίδρωση και την αναπνοή, καθώς και τα απόβλητα του νερού πλύσης και των ούρων - τα οποία καθαρίζονται με απόσταξη και στη συνέχεια φυγοκεντρούνται για να εξαλειφθούν περαιτέρω ακαθαρσίες. Όλα τα λύματα διέρχονται μέσω περαιτέρω διεργασιών επεξεργασίας και διήθησης για την εξάλειψη των τοξινών και των μικροοργανισμών. Στη συνέχεια, η καθαρότητα ελέγχεται ηλεκτρικά και τυχόν νερό που δεν δημιουργεί την ποιότητα υποβάλλεται σε επεξεργασία ξανά.
Διαβάστε περισσότερα για τη ζωή στο διάστημα:
- Οι αστροναύτες τύπου σκουλήκια θα μας βοηθήσουν να στείλουμε ανθρώπους με ασφάλεια σε αποστολές στο βαθύ διάστημα
- Λοιπόν, θέλετε να ζήσετε στη Σελήνη;
Μπορεί να συνοδεύεται από τον παράγοντα yuck, αλλά το πόσιμο νερό στο ISS είναι πιο καθαρό από αυτό που βγαίνει από τις περισσότερες οικιακές βρύσες.
Παρόμοια μέτρα διατήρησης του νερού είναι πιθανό να εφαρμοστούν στον Άρη, όπου το χρησιμοποιήσιμο υγρό νερό θα είναι σπάνιο. Άλλα μέτρα στον Κόκκινο Πλανήτη θα μπορούσαν να περιλαμβάνουν τη συλλογή νερού από την ατμόσφαιρα ή τη χρήση συμπυκνωτών για τη μετατροπή των ατμών στην ατμόσφαιρα σε υγρό νερό κατάλληλο για πόση.
Μια ερευνητική εργασία που δημοσιεύτηκε το 2018, στο περιοδικό Environmental Science &Technology , λεπτομερώς μια δοκιμή ενός τέτοιου συστήματος στη Σαουδική Αραβία. Χρησιμοποίησε 35 γραμμάρια τζελ που απορροφούσε την υγρασία για να εξαγάγει 37 γραμμάρια νερού κατά τη διάρκεια της νύχτας σε υγρασία 60 τοις εκατό.
«Αυτή η τεχνολογία παρέχει μια πολλά υποσχόμενη λύση για την παραγωγή καθαρού νερού σε άνυδρες και απομακρυσμένες περιοχές που δεν βρίσκονται σε στεριά», ανέφεραν οι συντάκτες της μελέτης.
- Αυτό το άρθρο εμφανίστηκε για πρώτη φορά στο τεύχος 369 του BBC Science Focus Magazine – μάθετε πώς να εγγραφείτε εδώ