Según Robert Zubrin (Mars Society), la colonización tendría lugar en 3 pasos, de los cuales el primero ya ha empezado: la exploración del planeta, para descubrir minerales, depósitos de hielo y posibles hábitats. El paso siguiente será construir bases y finalmente, deberá establecerse una colonia autosuficiente.
Paso 1: Terraforming (o convertir Marte en la Tierra)
Estima que el año en el que podrá empezarse la transformación a un hábitat similar al de la Tierra será el 2150. El primer paso será calentar Marte, para lo que prevé tres posibles opciones:
Opción A: Espejos en órbita
Calentar la atmósfera a más de 40ºC (la temperatura en el ecuador ronda los 0ºC en algunos puntos), usando una serie de espejos gigantes (de 120km de diámetro), para dirigir los rayos solares a puntos específicos de la superfície de Marte donde pueda haber gases o agua.
Opción B: Asteroides
Los asteroides son esencialmente contenedores helados de gases invernadero. Si se pudiera dirigir un asteroide, colisionando con Marte, la energía producida por el impacto sería suficiente para fundir un trillón de toneladas de agua, y la cantidad de amoníaco desprendida por el asteroide podría aumentar la temperatura casi 3ºC.
Zubrin cree que el impacto de 40 asteroides podría hacer la atmósfera de Marte habitable. El problema es que se tardaría demasiado tiempo en dirigir el asteroide y esperar al impacto, y que crearía problemas para los habitantes.
Opción C: Calentamiento global
De forma similar a lo que ocurre en la Tierra (pero a larga escala), provocar un calentamiento global con tetrafluorometano (CF4), usando 5000MW (con 5 plantas nucleares), para emitir 1000 toneladas de gas por hora durante 30 años, para aumentar la temperatura en 10ºC.
Paso 2: Liberar gases del suelo
El suelo marciano contiene grandes cantidades de CO2 de la época (hace 3 billones de años) en la que Marte tenía una atmósfera de dióxido de carbono. El dióxido de carbono se podría liberar al aumentar la temperatura, haciendo que el CO2 liberado de la tierra aumente la temperatura otros 10 grados en 20 años, consiguiendo evaporar algo de hielo y creando los primeros indicios de tiempo. Marte entonces tendría 0.10 atm de CO2 en el año 2200 (50 años después de empezar el proceso).
Paso 3: Tiempo para plantar
En el 2250, la atmósfera sería 1/5 de la de la Tierra (0.21 atm, con 0.20 atm de CO2). Los residentes podrían caminar sin necesidad de trajes (aunque necesitarían oxígeno). Sería posible empezar a plantar, usar aviones y constuir ciudades (cerradas en forma de cúpula para optimizar el oxígeno).
En el momento en el que en el ecuador se consiga una temperatura constante de más de 0ºC, se conseguiría agua líquida y se podría empezar a plantar, aunque debería empezarse con bacterias fotosintéticas y líquenes.
Paso 4: La estación de la recogida
En el momento en que las plantas empiecen a crecer, convertirán el CO2 de la atmósfera en oxígeno. Pero no podrá hacerse como en la Tierra, donde se deja a las plantas muertas descomponerse, ya que generaría CO2, ralentizando el proceso.
Zubrin cree que la solución estará en la recogida rápida de plantas y destrucción de basura usando un proceso complejo de fertilizado, aunque también comenta la posibilidad de modificar genéticamente las plantas para producir más oxígeno.
Paso 5: Esperar 1000 años
Una vez pasados los 50 años para generar la atmósfera y otros 50 para poder caminar por Marte, se tardará alrededor de 1000 años en producir suficiente oxígeno por parte de las plantas para poder respirar libremente. Durante esos 1000 años, los residentes deberán plantar y recoger, jugando el papel de la naturaleza para hacer más rápida la conversión de la atmósfera de CO2 a oxígeno.
articulo: Hijacking the Red Planet
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