मंगळाचे रूपांतर : मानवजातीचे स्वप्न की औद्योगिक आव्हान?

 

मंगळ मानवाला आकर्षक का वाटतो, याची बरीच करणे आहेत. पहिले कारण म्हणजे, त्याची पृथ्वीशी असलेली काही मूलभूत साम्ये. मंगळावर दिवसाची लांबी सुमारे २४ तास, ४७ मिनिटे आहे. म्हणजेच, पृथ्वीवरील दिनमानाशी ती जवळजवळ मिळतीजुळती अशीच. मंगळावर ऋतूंचेही अस्तित्व आहे. कारण त्याच्या अक्षाचा झुकावदेखील पृथ्वीप्रमाणेच आहे. मंगळाच्या पृष्ठभागावर ध्रुवीय प्रदेशात बर्फ, प्राचीन नदीखोर्‍यांचे अवशेष आणि खनिजेदेखील आढळतात. यामुळे एके काळी या ग्रहावर द्रवरूप पाणी असावे, अशी शयता संशोधकांनी अनेकवेळा व्यक्त केली आहे. त्यामुळेच मंगळावर जीवनाच्या शयतेबद्दल कुतूहल निर्माण झाले आणि पुढे जाऊन, या ग्रहाला मानवी जीवनासाठी योग्य बनवण्याचा विचारही पुढे आला.

 

या संकल्पनेला ‘टेराफॉर्मिंग’ असे म्हणतात. म्हणजे एखाद्या ग्रहाच्या वातावरणात आणि हवामानात इतके बदल करायचे की, तो ग्रह पृथ्वीप्रमाणचे जीवनासाठी अनुकूल होईल. परंतु, ही कल्पना जितकी रोमांचक वाटते, तितकीच ती प्रचंड अवघडही आहे. अनेक दशकांपासून संशोधकांनी या प्रश्नाचा अभ्यास केला असून, बहुतेकांचे मत मंगळाला पृथ्वीसारखे बनवणे निकट भविष्यात तरी शय नाही, असेच आहे. आजचा मंगळ अत्यंत थंड आणि विरळ वातावरण असलेला ग्रह आहे. त्याच्या पृष्ठभागावरील वातावरणीय दाब पृथ्वीच्या तुलनेत खूपच कमी आहे. माणूस तिथे कोणत्याही संरक्षणाविना, काही क्षणही जगू शकत नाही. त्यामुळे मंगळाला राहण्यायोग्य बनवण्याच्या प्रक्रियेत, काही टप्पे निश्चित केले गेले आहेत.

 

पहिला टप्पा म्हणजे, पाण्याच्या त्रिस्थिती बिंदूपर्यंत वातावरणीय दाब वाढवणे. सुमारे ६.१ मिलिबार दाबावर पाणी घन, द्रव आणि वायू या तीनही स्थितींत एकाचवेळी अस्तित्वात राहू शकते. म्हणजेच या टप्प्यावर मंगळावर काही काळासाठी द्रवरूप पाणी टिकू शकते. हा टप्पा गाठणेही अत्यंत मोठेच आव्हान आहे.

 

यानंतरचा टप्पा म्हणजे, स्थानिक पातळीवर शेती शय होईल, अशी परिस्थिती निर्माण करणे. यासाठी विशाल काचेच्या घुमटांसारखी हरितगृहे उभारण्याची कल्पना मांडली गेली आहे. या पद्धतीला ‘पॅराटेराफॉर्मिंग’ असे म्हटले जाते. मंगळावरील बाहेरील कमी दाबाच्या तुलनेत, हरितगृहातील दाब अधिक असल्यामुळे अशा संरचना उभारणे तुलनेने सोपे ठरू शकते. अशा हरितगृहांत वनस्पती वाढवून अन्नउत्पादन करता येईल आणि स्थानिक मानवी वसाहती निर्माण होऊ शकतील.

 

पुढील टप्पा अधिक महत्त्वाचा आहे. जर मंगळावरील वातावरणीय दाब सुमारे ६२ मिलिबारपर्यंत वाढवता आला, तर माणसाचे रक्त उघड्या पृष्ठभागावर उकळणार नाही. हे ऐकायला विचित्र वाटेल, परंतु अत्यल्प दाबात शरीरातील द्रव उकळण्याची शयता असते. त्यामुळे मंगळावर टिकाऊ मानवी उपस्थितीसाठी, ही दाबमर्यादा गाठणे अतीव आवश्यक ठरणार आहे.

 

अंतिम उद्दिष्ट म्हणजे, पृथ्वीसारखे श्वसनयोग्य वातावरण तयार करणे. यासाठी सुमारे ५०० मिलिबार एकूण वातावरणीय दाब आणि त्यात जवळपास २१० मिलिबार प्राणवायू आवश्यक आहे. त्याचबरोबर नायट्रोजनसारखा स्थिर वायू वातावरणात असणेही गरजेचे आहे. या सर्व बदलांमुळे, मंगळाचे तापमानही मोठ्या प्रमाणात वाढवावे लागेल.

 

परंतु, या सर्व गोष्टींच्या मागे असलेले गणित अत्यंत भयावह आहे. मंगळाच्या वातावरणात केवळ एक मिलिबार दाब वाढवण्यासाठी, सुमारे ३.८९ × १०^१५ किलोग्रॅम वायूची भर घालावी लागेल. हे प्रमाण इतके मोठे आहे की, ते जवळजवळ मंगळाचा लहान उपग्रह डिमोस याच्या वस्तुमानाएवढेच आहे. आणि जर पूर्ण श्वसनयोग्य वातावरण निर्माण करायचे असेल, तर सुमारे १०१८ किलोग्रॅम वायू आवश्यक ठरेल. म्हणजेच, एखाद्या मोठ्या लघुग्रहाच्या वस्तुमानाइतका पदार्थ मंगळावर आणावा लागेल.

 

वातावरणीय दाब वाढवणे ही समस्या एका बाजूला असली, तरीही दुसरी तितकीच मोठी समस्या म्हणजे तापमान. मंगळाचे सरासरी तापमान पृथ्वीपेक्षा खूपच कमी आहे. द्रवरूप पाणी स्थिर राहण्यासाठी, ग्रहाचे सरासरी तापमान सुमारे ६० अंश सेल्सिअसने वाढवावे लागेल. यासाठी विविध कल्पना मांडल्या गेल्या आहेत. काही संशोधकांच्या मते, वातावरणात सूक्ष्म कण सोडून सूर्यप्रकाश अधिक प्रमाणात अडकवला पाहिजे. काहीजण कार्बन डायऑसाईड मोठ्या प्रमाणात मुक्त करण्याची कल्पना मांडतात, तर काहीजण मंगळाभोवती प्रचंड आकाराचे आरसे बसवून सूर्यप्रकाश अधिक प्रमाणात पृष्ठभागावर केंद्रित करण्याचा विचार करतात. परंतु, अशा आरशांचे क्षेत्रफळ सुमारे ७० दशलक्ष चौ. किमी असावे लागेल, जे आजच्या मानवी औद्योगिक क्षमतेच्या कितीतरी पटीने अधिक आहे.

 

वातावरण तयार करण्यासाठी प्राणवायूची निर्मितीही आवश्यक आहे. यासाठी पाण्याचे विद्युत्विश्लेषण करून, प्राणवायू वेगळा करावा लागेल. परंतु, इतया प्रमाणात प्राणवायू निर्माण करण्यासाठी सुमारे ८.२ × १०^१७ किलोग्रॅम प्राणवायू तयार करावा लागेल. त्यासाठी मंगळावर प्रचंड प्रमाणात पाणी उपलब्ध असणेही आवश्यक आहे.

 

आश्चर्याची गोष्ट म्हणजे, मंगळावर खरोखरच मोठ्या प्रमाणात बर्फ स्वरूपात पाणी आहे. ध्रुवीय प्रदेशातील बर्फ आणि भूमिगत साठे लक्षात घेतले तर, या प्रक्रियेसाठी लागणार्‍या पाण्याच्या जवळपास पाचव्या भागाएवढा साठा सहज उपलब्ध आहे. त्यामुळे काहीजणांनी सूचवलेली धूमकेतू मंगळावर आदळवून, पाणी आणण्याची कल्पना कदाचित आवश्यक ठरणार नाही. परंतु, या प्रक्रियेतील खरा अडथळा दुसरीकडेच आहे.

 

तो अडथळा म्हणजे ऊर्जा. वातावरण तयार करण्यासाठी लागणार्‍या प्राणवायूच्या निर्मितीसाठी सुमारे १.२ × १०^२५ जूल ऊर्जा आवश्यक असेल. ही प्रक्रिया जर हजार वर्षांत पूर्ण करायची ठरवली, तरी दरवर्षी सुमारे ३८० टेरावॅट इतकी सतत ऊर्जा निर्माण करावी लागेल. ही मात्रा पृथ्वीवरील सध्याच्या वार्षिक ऊर्जावापराच्या, जवळपास २० पट आहे. म्हणजेच मानवजातीच्या सध्याच्या तंत्रज्ञानाने ही प्रक्रिया पूर्ण करणे अशयप्राय आहे.

 

यातून एक महत्त्वाचा निष्कर्ष समोर येतो. मंगळाचे ‘टेराफॉर्मिंग’ हे हवामान बदलण्याचे साधे विज्ञान नाही; ते मानवी संस्कृतीच्या औद्योगिक क्षमतेची सर्वोच्च कसोटी ठरेल. यासाठी ग्रहस्तरीय ऊर्जाउत्पादन, अवकाशातून पदार्थवाहतूक आणि हजारो वर्षे टिकणारी दीर्घकालीन योजना आवश्यक आहे.

 

तरीही, या संकल्पनेचे आकर्षण कमी झालेले नाही. मंगळावर लहान प्रमाणात हरितगृह वसाहती उभारणे, संशोधन केंद्रे स्थापन करणे आणि स्थानिक संसाधनांचा उपयोग करून, मानवी अस्तित्व निर्माण करणे हे उद्दिष्ट निकट भविष्यात साध्य होऊ शकते. कदाचित पुढील काही शतके मानव मंगळावर छोटे-मोठे वसाहती प्रकल्प उभारत राहील.

 

मंगळाला पूर्णपणे पृथ्वीसारखे बनवणे, ही गोष्ट आज अशय वाटत असली, तरी विज्ञानाच्या इतिहासाने आपल्याला एक गोष्ट वारंवार शिकवली आहे. ती म्हणजे, मानवाची कल्पनाशक्ती आणि चिकाटी अनेकदा अशयप्राय गोष्टी शय करून दाखवते. कदाचित हजारो वर्षांनंतर जेव्हा मानव आकाशातील लाल ग्रहावर निळे समुद्र आणि हिरवी जंगले पाहील, तेव्हा आजच्या काळातील हे गणित आणि आव्हाने मानवाच्या दीर्घ प्रवासातील पहिला टप्पा असेल!