Дослідники поділилися ідеєю розпорошувати в атмосфері Червоної планети нанорозмірні диски з графену, щоб створити парниковий ефект та підвищити температуру на 30 градусів. Проблема в тому, що для цього будуть потрібні виробництво сотень тисяч тонн матеріалу та гігантські енерговитрати — як мінімум кілька десятків ядерних реакторів або сонячні ферми розміром із ціле місто.
Перетворення Марса на кшталт Землі і хоча б більш гостинне місце означає вирішення цілого букету вкрай важких завдань. По-перше, необхідно захиститися від радіації, рівень якої приблизно у 250 разів вищий за земний. По-друге, розріджена марсіанська атмосфера на 95 відсотків складається з вуглекислого газу і створює тиск всього 0,6 відсотка від земного. Це приблизно як на висоті 35 км над Землею.
У таких умовах вода не може існувати навіть у найтепліший день: крига при нагріванні сублімує, тобто відразу випаровується, минаючи стадію рідини. На додачу до всього — температура, яка ніколи не піднімається вище приблизно плюс 20 градусів Цельсія, а часто опускається до мінус 125 градусів.
Проблемою холоду та частково тиску нещодавно зайнялися вчені із США, Великобританії, Бразилії та інших країн. Вони припустили, що оптимальним рішенням може стати розпорошення в атмосфері найдрібніших твердих частинок. За розрахунками, вони мають створити штучний парниковий ефект: утримувати тепло в атмосфері і, таким чином, підвищити середні глобальні температури на Червоній планеті на 30 градусів.
У статті, викладеній на сервері препринтів arXiv.org, дослідники порівняли два матеріали: алюмінієві стрижні та графенові диски. Другий варіант виявився вдалим — для досягнення того ж ефекту з ним потрібно менше енергії.
Нагадаємо, графен – це кристали атомів вуглецю, збудовані у формі шестикутників. Вони одночасно легкі і міцні, але в цьому випадку найпривабливіша їх здатність поглинати інфрачервоне випромінювання, блокувати ультрафіолетове і при цьому пропускати видиме світло.
Отримувати графен передбачається безпосередньо на Марсі з атмосферного вуглекислого газу шляхом електролізу приблизно за таким принципом, яким працює генератор кисню MOXIE, теж створений для Марса. По суті, це доповнення, ускладнення схеми його роботи: після відокремлення від діоксиду вуглецю атомів кисню потрібно використовувати чадний раз, що залишився від цього процесу, і пропустити його через спеціальний реактор, де при дуже високих температурах можна отримати графен. Далі належить з окремих кристалів сформувати нанорозмірні диски, наприклад, під впливом електромагнітних полів. Це теж складний та енерговитратний процес.
Але найцікавіше, що для досягнення необхідного потепління марсіанського клімату потрібно кілька десятиліть поспіль розпорошувати ці графенові диски зі швидкістю щонайменше 4,5 кілограми на секунду, а бажано в 10 разів більше. Для цього знадобиться важко уявна енергетична інфраструктура: тільки для виробництва мінімально необхідної кількості графену потрібні 360 мегават.
За розрахунками авторів статті, досягнення подібної енергопотужності означає розгортання на Марсі інфраструктури загальною масою приблизно 50 тисяч тонн. Такою інфраструктурою можуть стати або десятки атомних реакторів, або сонячні електростанції розмірами в сотні футбольних полів.